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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Marx, Steffen; von der Haar, Christoph; Liebig, Jan Peter; Grünberg, Jürgen Bestimmung der Verkehrseinwirkung auf Brückentragwerke aus Messungen an Fahrbahnübergangskonstruktionen Bautechnik 8/2013 466-474 Aufsätze

Kurzfassung

Die Nutzungsdauer bestehender Brückenbauwerke wird neben Korrosionseinflüssen hauptsächlich durch die vorangegangenen, die gegenwärtigen sowie durch die prognostizierten ermüdungsrelevanten Beanspruchungen bestimmt. Diese resultieren in erster Linie aus den verkehrenden Schwerlastfahrzeugen. Voraussetzung, um Aussagen über die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit von Straßenbrücken treffen zu können, ist die realistische Abbildung der Einwirkungen aus dem Schwerverkehr. Informationen zur Schwerverkehrszusammensetzung, dem durchschnittlich täglichen Schwerverkehrsaufkommen sowie zu den Achs- und Fahrzeuggesamtgewichten können für einen festgelegten Standort mithilfe von Weigh-In-Motion-Systemen ermittelt werden. Ein solches System, bestehend aus optischen und taktilen Messeinrichtungen, wurde an den Überbauten sowie an den Fahrbahnübergangskonstruktionen von zwei Bestandsbauwerken realisiert. An Auszügen aus den Mess- und Auswerteergebnissen wird dargestellt, dass der aktuelle Verkehr auch auf diese Weise quantifiziert werden kann.

Identification of traffic loads by measurements at expansion joints
The service life of existing bridges depends on the previous, present and predicted fatigue stresses. These are primarily caused by passing heavy gross vehicles. Prerequisite for statements about the reliability and durability are realistic load models of heavy traffic. Information about the heavy traffic conditions, the average daily traffic volume and the axle loads and gross vehicle weights of the heavy gross vehicles can be determined by Weigh-In-Motion systems. Such a system consisting of optical and tactile measuring devices has been realized at the superstructure and the expansion joint of two existing bridge structures. Extracts of the measurement and evaluation results will be presented to show that current traffic loads can also be quantified in this manner.

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Franck, Stephanie A.; Kothmayer, Herbert; Schulz, Ali; Bretschneider, Nick; Slowik, Volker Tragsicherheitsbewertung einer Mauerwerksgewölbebrücke mittels nichtlinearer Finite-Elemente-Simulationen Bautechnik 8/2013 475-484 Aufsätze

Kurzfassung

Am Beispiel einer Bahnbrücke wird eine mögliche Vorgehensweise zur Tragsicherheitsbewertung bestehender Mauerwerksgewölbebrücken vorgestellt. Das betreffende Bauwerk sollte trotz höherer Nutzungsanforderungen erhalten und weiter genutzt werden. Eine Nachrechnung mit konventionellen Stabwerksmodellen wurde als nicht Erfolg versprechend angesehen. Mithilfe nichtlinearer Finite-Elemente-Simulationen konnten jedoch Tragreserven erschlossen werden. Um das Tragverhalten möglichst wirklichkeitsnah nachzubilden, fand für das Mauerwerk ein bruchmechanisches Materialmodell Anwendung und der an das Bauwerk angrenzende Boden wurde in das Finite-Elemente-Modell einbezogen. Die im Grundriss gekrümmte Brückenachse sowie verkehrs- und baulich bedingte Außermittigkeiten erforderten eine dreidimensionale Modellierung. Mithilfe der numerischen Simulationen war es möglich, die Tragsicherheit der Brücke bei zukünftig vorgesehenen Schwerlasttransporten nachzuweisen und mögliche Ursachen für am Bauwerk vorhandene Schäden aufzuzeigen.

Safety evaluation of a masonry arch bridge by nonlinear finite element simulations
Using the example of a railway bridge, a procedure for the safety evaluation of existing masonry arch bridges is presented. The investigated bridge was to be preserved and utilized under increased usage requirements. A conventional frame-work based analysis was not considered to be a promising approach for this particular problem. By nonlinear finite element simulations, however, it was possible to reveal an additional load-carrying capacity. In order to simulate the mechanical behavior of the structure as realistic as possible, the adjacent soil was incorporated in the finite element model. Nonlinear material laws were used for both masonry and soil. For the masonry, the smeared crack approach of nonlinear fracture mechanics has been adopted. The curved bridge axis, lateral loads, and eccentricities of the vertical loads required a 3D modeling. The simulation results allowed to prove structural safety even under exceptional traffic loads anticipated for the future. In addition, possible causes for the existing damage pattern could be identified.

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Büttner, Till; Morales Cruz, Cynthia; Raupach, Michael Dauerhafte Schutzschichten aus Textilbeton für Bauwerksoberflächen im Wasserbau Bautechnik 8/2013 485-490 Aufsätze

Kurzfassung

Für einen dauerhaften Schutz von Bauwerksoberflächen im Wasserbau mit gleichzeitiger Rissüberbrückungsfähigkeit wurde im Rahmen von Forschungsarbeiten am Institut für Bauforschung der RWTH Aachen University eine innovative und dauerhafte Schutzschicht aus Textilbeton entwickelt. Diese ist mit sogenannten technischen Textilien bewehrt und mörtelbasiert. Aufgrund der Verwendung ausgewählter Materialien ermöglicht diese Schutzschicht eine dauerhafte, wasserundurchlässige und rissüberbrückende Instandsetzung. Das Material wird im Folgenden als DURTEX bezeichnet (DURTEX: dauerhafter, wasserundurchlässiger, rissüberbrückender Textilbeton). Die Anwendung kann bei Bauwerken aus verschiedenen Baustoffen, wie z.B. Stahlbeton- oder Natursteinbauwerken, erfolgen. Die vorliegende Veröffentlichung stellt sowohl das Konzept der Schutzschicht aus DURTEX und aktuelle Forschungsergebnisse als auch die praktische Umsetzung an einem Wehrbauwerk des Neckars dar.

Textile reinforced concrete layers for a durable protection of building surfaces in hydraulic constructions
An innovative and durable protective layer for concrete surfaces with simultaneous crack-bridging properties was developed during research at the Institute of Building Materials Research, Aachen University. This layer is composed of cement mortar and is reinforced with textile structures. The combination of these materials allows a durable, waterproof and crack-bridging repair. This innovative layer has been named DURTEX (in German DURTEX: durable, waterproof, crack-bridging textile reinforced concrete). The following paper presents the concept behind DURTEX, recent research results and the repair concept on the weir Horkheim.

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Aus der Praxis für die Praxis: Brückenprüfung vor Ort nach DIN 1076 Bautechnik 8/2013 490 Veranstaltungen

Kurzfassung

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Bremer, Peter Berliner Gasometer - Korrosionsschutzinstandsetzung eines Industriedenkmals Bautechnik 8/2013 491-497 Berichte

Kurzfassung

Gasometer würde man heute als Infrastrukturprojekte bezeichnen. Sie dienten der Speicherung von Gas. Die englische Imperial Continental Gas-Association errichtete ab 1900 in Berlin das Gaswerk Mariendorf mit dem hier beschriebenen Gasometer. Mit Beginn der Erdgasversorgung wurde das Gaswerk stillgelegt und zurückgebaut. Einige Bauwerke wurden unter Denkmalschutz gestellt, u.a. auch das Führungsgerüst des Gasometers. In den über 100 Jahren Standzeit ist der Korrosionsschutz lediglich durch Wiederholungsbeschichtungen bearbeitet worden. Der fortgeschrittene Schadensgrad erfordert nun eine Grundinstandsetzung. Aus konstruktiven und emissionstechnischen Gründen ist eine Oberflächenvorbereitung durch Strahlen nicht möglich. Deshalb werden die Oberflächen mit maschinell angetrieben Werkzeugen entschichtet. Die Beschreibung dieser eher unüblichen Vorgehensweise ist Schwerpunkt dieses Berichtes.

Gasometer of Berlin - Overhaul of a listed guide rail steel structure
In today's terms, we would place a gasometer in the category of infrastructure projects. They were used to store gas. From 1900 onwards the English Imperial Continental Gas-Association was erecting the gasworks Mariendorf with the gasometer that is described here. When natural gasoline was used for supply, the gasworks was closed and dismantled. Some of the buildings were listed also for example the guide rail steel structure of the gasometer. Over the last 100 years the corrosion prevention was merely maintained through over-coating. The now advanced corrosion requires an overhaul. The preparation of the surface is not feasible with grid-blasting, because of structural and emission related issues. Instead the surfaces are being stripped with mechanically driven tools. The focus of this essay is the description of this rather unusual method.

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Weiland, Silvio; Schladitz, Frank; Schütze, Elisabeth; Timmers, Regine; Curbach, Manfred Rissinstandsetzung eines Zuckersilos - TUDALIT® (Textilbeton) zur Instandsetzung Bautechnik 8/2013 498-504 Berichte

Kurzfassung

Ein großer Teil der weltweit vorhandenen Silos ist über 50 Jahre alt und bedarf in den kommenden Jahren einer Erneuerung oder Sanierung. So war bei einem im Jahr 1962 erbauten Doppelkammersilo aus Spannbeton mit einem Fassungsvermögen von 20 000 t Zucker eine Rissinstandsetzung erforderlich. Im Rahmen einer Voruntersuchung wurde hierfür ein Vergleich möglicher Instandsetzungsverfahren durchgeführt. Im Ergebnis wurde die Verstärkung mit Textilbeton gewählt. Für die ca. 3 100 m2 große Sanierungsfläche wurden ca. 14 000 m2 textile Bewehrung sowie ca. 150 t Feinbeton verbaut.

Crack repair of a sugar silo
Worldwide, a great part of the existing silos is older than 50 years and require renovation in the coming years. For example, crack repair was necessary for a twin compartment silo, which is made of prestressed concrete and can hold up to 20 000 t of sugar, from 1962. In this context, a preliminary investigation was made with the aim of comparing the different possibilities for restoration. Eventually, strengthening through textile reinforced concrete was chosen. Approximately 14 000 m2 of textile reinforcement and 150 t of fine grained concrete were used for approximately 3 100 m2 restoration area.

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IDK Berlin und Torsten Wilde-Schröter gründen neue Gesellschaft Bautechnik 8/2013 504 Persönliches

Kurzfassung

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Glaser, Ronny Ertüchtigung der Tragkonstruktion der Empore eines denkmalgeschützten Gebäudes in Cottbus Bautechnik 8/2013 505-507 Berichte

Kurzfassung

Im Folgenden wird erläutert, wie durch eine Lastumverteilung sowie lokale Verstärkungsmaßnahmen an den Hauptträgern die Tragkonstruktion der Empore des Stadthauses in Cottbus für neue Nutzungsanforderungen ertüchtigt wurde. Es wird gezeigt, wie eine ca. 100 Jahre alte Stahlbetonkonstruktion mit einfachen baulichen Mitteln und unter Berücksichtigung der Forderungen des Denkmalschutzes wirtschaftlich ertüchtigt werden kann.

Improvement of the existing load carrying system of the gallery in a historic building in Cottbus
The following explanations show, how the load bearing system of the gallery in the town hall of Cottbus could be adjusted to new requirements of utilization by local reinforcements of the gallery's principal girders and load redistribution.
Besides this example demonstrates that an approximate 100 year old reinforce concrete construction can be efficiently improved by elementary measures and in line with the regulations of historic monument protection.

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Gamper, Andreas; Dietsch, Philipp; Merk, Michael; Winter, Stefan Gebäudeklima - Langzeitmessung zur Bestimmung der Auswirkungen auf Feuchtegradienten in Holzbauteilen Bautechnik 8/2013 508-519 Aufsätze

Kurzfassung

Die Auswertung von Schäden an weitgespannten Holztragwerken zeigt als überwiegend festgestelltes Schadensbild ausgeprägte Rissbildungen in Klebefugen und Lamellen von Brettschichtholzbauteilen. Ein wesentlicher Anteil an der Entstehung dieser Schäden wird starken klimatischen Schwankungen innerhalb von Gebäuden und den damit verbundenen Schwind- und Quellvorgängen in den Holzbauteilen zugesprochen. Im Hinblick auf diesen Sachverhalt wurden mittels Langzeitmessserien klimatische Bedingungen in für den Holzbau typischen Gebäudetypen und -nutzungen sowie den daraus resultierenden Holzfeuchten in unterschiedlichen Bauteiltiefen ermittelt. Die gemessenen Holzfeuchten ermöglichen Rückschlüsse auf die Größe und Geschwindigkeit ihrer jahreszeitlichen Anpassung an sich ändernde Umgebungsbedingungen. Ein Vergleich der Ergebnisse der einzelnen Nutzungen bestätigt die erwartete große Bandbreite der möglichen klimatischen Bedingungen in Gebäuden mit Holztragwerken. Die Ergebnisse erlauben die Angabe von Bereichen sich einstellender Ausgleichsfeuchten in Abhängigkeit der konkreten Nutzung, wodurch ein Einbau des Holzes mit einer vorher angepassten Holzfeuchte ermöglicht wird. Sie unterstützen zudem die Entwicklung entsprechender Monitoringsysteme, die z.B. in Form von Frühwarnsystemen auf Basis von Klimamessungen eingesetzt werden könnten. Es werden konkrete Vorschläge für die praktische Anwendung der Forschungsergebnisse gegeben.

Building Climate - long-term measurements to determine the effect on the moisture gradient in large-span timber structures
The evaluation of damages in large-span timber structures indicates that the predominantly observed damage pattern is pronounced cracking in the lamellas of glued-laminated timber elements. A significant proportion of these cracks is attributed to the seasonal and use-related variations of the internal climate within large buildings and the associated inhomogeneous shrinkage and swelling processes in the timber elements. To evaluate that matter, long-term measurements of climate data and timber moisture content were generated in large-span timber structures in buildings of typical construction type and use to draw conclusions on the size and speed of adjustment of the moisture distribution to changing climatic conditions. A comparison of the results of the individual types of building use confirms the expected large range of possible climatic conditions in buildings with timber structures. They allow for a more precise indication of range of resulting equilibrium moisture content for the specific use, enabling the installation of timber elements with adjusted moisture content. They also support the development of suitable monitoring systems which could be applied in form of early warning systems on the basis of climate measurements. Proposals for the practical implementation of the results are given.

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Meyer, Ulf; Bechmann, Roland; Noack, Torsten; Bauer, Michael; Letz, Ulrich Minimierte Konstruktion - maximale Effekte. Zum Entwurf für den neuen Hauptbahnhof Stuttgart Bautechnik 8/2013 520-525 Berichte

Kurzfassung

In Stuttgart wird ein neuer unterirdischer Bahnhof gebaut, der den Anschluss der Stadt an das wachsende europäische Hochgeschwindigkeitsnetz der Bahn erlaubt. Der Entwurf folgt ökologischen, ökonomischen und technischen Parametern und bietet Komfort und Sicherheit. Das Tragwerk zeichnet sich durch eine minimale Konstruktionshöhe sowie eine Reduzierung der Oberflächen und Querschnitte aus. Durch den intelligenten Einsatz natürlicher Energieressourcen entstehen keine CO2-Emissionen. Das Tragwerk und die Belichtungskegel der Bahnsteighalle verzahnen die Bahnsteigebene mit der Garten- und Parklandschaft darüber. Weiträumige Blickbeziehungen und die Eleganz des Tragwerkes geben dem Hauptbahnhof seine unverwechselbare Identität. Die Form des modular aufgebauten Schalentragwerkes basiert auf einem umgekehrten Hängemodell. Analog zum Hängemodell werden die Kräfte zu großen Teilen über eine sehr effektive Schalentragwirkung abgetragen. Der Rand der Öffnungen wird mit einer statisch wie eine Bördel wirkenden, nach oben gewölbten Schale versteift. Der bestehende Bonatz-Bau und der neue Hauptbahnhof werden zur Keimzelle des Stadtentwicklungsprojekts “Stuttgart 21” und zum Bindeglied von alter und neuer Stadt. Der Schlossgarten bleibt das grüne Herz Stuttgarts - der neue Hauptbahnhof erlaubt sogar eine Erweiterung. Der Park wird an Bedeutung gewinnen, wenn die Innenstadt durch die Bebauung der Flächen der jetzigen Bahngleise größer wird. Der Bonatz-Bau wird zu einer Stadt-Loggia mit seinem Turm als Wahrzeichen. Mit dem modernen Bahnhof und dem neuen Stadtteil “Stuttgart 21” wird der Stadt eine neue Mitte gegeben.

Minimized structure - maximum benefits. About the design for the new main railway station in Stuttgart
A new underground central train station will allow for the integration of Stuttgart into the growing network of high-speed rail traffic in Europe. It follows ecological, economic and technological parameters and provides comfort and security. Its structure is characterized by an elegant concrete-shell construction. The intelligent use of natural energy resources avoids CO2 emissions. The structure and the lighting cones connect the platform level with the square and park above. Varied and broad views along with the elegance of the supporting structure give the station its unmistakable identity. The form of the modular shell supports is based on a reversed-suspension model.
The current railway station and the new underground station will be the nucleus of the new urban development of “Stuttgart 21” and will create an interface between the old and new city. The Schlossgarten (palace gardens) remains the green heart of Stuttgart and will only gain in importance as the city expands. Some of the existing rail yards will become part of the park. The historical station building will function as a loggia with its tower continuing to be a major landmark. The new station and the new urban district will give Stuttgart a new centre.

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Möller, Eberhard Bau-Ingenieur-Kultur - Nicht nur "Hinter den Kulissen"! Bautechnik 8/2013 526-530 Berichte

Kurzfassung

Vom 15. Juni bis zum 1. September 2013 bietet das Deutsche Architekturmuseum (DAM) in Frankfurt am Main Einblick in die Arbeit des weltweit renommierten Frankfurter Ingenieurbüros Bollinger + Grohmann. Dem Titel der Ausstellung “Bollinger + Grohmann. Hinter den Kulissen” zufolge stehen dabei eher die Prozesse des Erarbeitens, des Entwickelns und des Realisierens von Projekten im Vordergrund - und nicht, wie sonst so oft, das fertige Resultat (Bild 1).
Parallel zur Ausstellung erscheint die Monografie “Bollinger + Grohmann” in der Reihe engineering des Detail-Verlags. Als Band 3 rücken die beiden Ingenieure Klaus Bollinger und Manfred Grohmann mit ihrem Büro also neben die Ingenieurbüros Schlaich Bergermann und Partner (Band 1) sowie Arup (Band 2).

Civil Engineering Culture not only “behind the scenes”
From June 15th to September 1st, 2013, the Deutsches Architekturmuseum (DAM) in Frankfurt presents the work of world-renowned Frankfurt structural engineers Bollinger + Grohmann. The exhibition “Bollinger + Grohmann - Behind the scenes” reveals the processes that ordinarily take place behind building site fences.
Parallel to the exhibition the third volume of the DETAIL engineering series presents the engineering office Bollinger + Grohmann.

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Bautechnik aktuell 8/2013 Bautechnik 8/2013 531-535 Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Nachrichten:
Ausstellung zum Realisierungswettbewerb Süderelbebrücke eröffnet

Aus den Hochschulen:
Holz: Ein traditioneller Baustoff mit Zukunft
Windkraftanlagen auch fürs Eigenheim?

Firmen und Verbände:
Arbeitstagung “Ausführung von Tragwerken aus Beton nach neuen Regelwerken”
bauforum Kalender 2014

Kommentare:
Thesen zu Hochwassergefahren und Hochwasserschutz: Aus Schaden wird man klug - oder? (Prof. Dr.-Ing. Hans-Burkhard Horlacher; Prof. Dr.-Ing. Georg Heerten)

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Errata: Korrekte ISBN zur Rezension: Straßen und Brücken im römischen Reich Bautechnik 8/2013 535 Berichtigungen

Kurzfassung

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Böttcher, Christian; Nagel, Werner Errata: Neubau HafenCity Universität Hamburg Bautechnik 8/2013 535 Berichtigungen

Kurzfassung

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 8/2013 536-538 Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 Inhalt

Kurzfassung

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Thoma, Klaus Bauwerke unter extremen Einwirkungen - Neue Herausforderungen für das Bauwesen Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 513-514 Editorial

Kurzfassung

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Gebbeken, Norbert; Hübner, Max; Larcher, Martin; Michaloudis, Georgios; Pietzsch, Achim Beton und Stahlbetonkonstruktionen unter Explosion und Impakt Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 515-527 Fachthemen

Kurzfassung

Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit hochdynamischen Einwirkungen auf das Material Beton und auf Stahlbetonkonstruktionen. Zunächst werden die Grundlagen zu den hochdynamischen Einwirkungen Explosion und Impakt kurz beschrieben. Materialien verhalten sich unter diesen Einwirkungen anders als unter statischen Einwirkungen, weshalb auf die Materialmodellierung eingegangen wird. Verfahren der Strukturdynamik können bei Einwirkungen, die lediglich über Millisekunden wirken, gar nicht oder nur in Ausnahmefällen eingesetzt werden. Die sogenannten Hydrocodes sind hier besser geeignet. Anschließend wird gezeigt, wie Stahlbetonkonstruktionen im baulichen Schutz eingesetzt und dimensioniert werden. Um die Anforderungen an die Schutzelemente zu erfüllen, ist die konstruktive Durchbildung von besonderer Bedeutung. Hierfür werden Beispiele aufgeführt.

Concrete and Reinforced Concrete Structures Subjected to Explosion and Impact
The present paper deals with high dynamic loads acting on concrete material and on reinforced concrete structures. First the explosion and impact events are described briefly. The behavior of materials subjected to high speed loading is different from the behavior under static loads. Therefore concrete material modeling will be shown. Methods of structural dynamics can usually not be applied because high dynamic loads only act over a time period of milliseconds. Therefore a class of hydrocodes will be used. Further the design of reinforced concrete structures which are subjected to explosion and impact is presented. In order to meet the design requirements the corresponding structural detailing has to be considered. Examples will be presented.

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Bach, Andreas; Stolz, Alexander; Nöldgen, Markus; Thoma, Klaus Zuverlässigkeit innerhalb der Auslegung von Stahlbetonplatten unter Explosionsbelastung nach Eurocode Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 528-539 Fachthemen

Kurzfassung

Bei der Bemessung von Stahlbetonbauteilen gegenüber Explosionsereignissen werden zurzeit lediglich subjektive oder pauschale Sicherheiten berücksichtigt. Es ist zurzeit ungeklärt, welche Sicherheit für diese besondere Belastungsart innerhalb der Bemessung gewährleistet wird. Es wurde ein an Stoßrohrversuchen validiertes Einmassenschwinger-Modell mit Zuverlässigkeitsanalysen erster Ordnung verknüpft. Diese Verknüpfung erlaubt es, die vorhandenen Sicherheiten innerhalb der Bemessung zu ermitteln. Die Ergebnisse belegen ein Defizit innerhalb der Auslegung hinsichtlich der nach Eurocode 0 (EC0) geforderten Zuverlässigkeit.

Reliable design of reinforced concrete plates against explosive actions in accordance with the Eurocode
Within the design of reinforced concrete against explosive threats only a subjective or a lump safety is currently considered. Therefore the established safety is unknown. For the estimation of the existing safety of present approaches the SDOF approach has been linked to the first order reliability method, which allows for a derivation of the given reliability. Hereby it could be proven that the considered safety is, compared to the claimed reliability of the Eurocode (EC0), deficient.

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Riedel, Werner; Nöldgen, Markus; Stolz, Alexander; Wassmann, Wolfgang Innovative kritische Infrastrukturen mit Hochleistungsbetonen: Auslegungsmethoden gegen Flugzeuganprall Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 540-551 Fachthemen

Kurzfassung

Flugzeuganprall wird als außergewöhnliche Einwirkung für stark exponierte kritische Infrastrukturen wie Kernkraftwerke oder sehr große Hochhäuser in Betracht gezogen. Der Beitrag stellt die Entwicklung und Validierung neuer Bauwerkskonzepte auf Basis von Hochleistungsbetonen (HPC, UHPC) vor. Als Beispiele dienen ein Hochhaus [1, 2] und ein externes Schutzbauwerk für bestehende Kernkraftwerke [3, 4], bei denen jeweils der Einsatz von Hochleistungsbetonen die Entwicklung innovativer Tragwerke ermöglicht. Die Methoden des Zwei-Massen-Schwingers (ZMS) und Finite-Elemente-Methoden in der Struktur- und Kurzzeitdynamik werden zusammen mit publizierten und eigenen Validierungsexperimenten [5, 6] benützt, um die Grenzdicke (ultra-)hochfester, faserbewehrter Stahlbetonbauteile zu ermitteln und somit zentrale Sicherheitszonen der Gebäude vor Brand und Trümmerflug zu schützen.

Innovative critical infrastucture with high performance concrete: design against aircraft impact
Aircraft impact is taken into account as exceptional load case for exposed critical infrastructure such as nuclear plants and super-rise buildings. This contribution introduces the development and validation of new building concepts based on high performance concretes (HPC, UHPC). A high-rise building [1, 2] and a superstructure for existing nuclear power plants [2, 3] serve as examples with high performance concretes allowing innovative designs. The design methods “Two-Degree-of-Freedom Model” (TDOF, in German ZMS) and Finite Element Methods for transient and structural dynamics are used together with own validation experiments [5, 6] to derive the limit thicknesses of (ultra) high performance concrete elements with fiber reinforcement, protecting the vital zones of the buildings against impact and fire.

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Marien Hospital Düsseldorf Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 551 Aktuell

Kurzfassung

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Proske, Dirk; Kurmann, Davide; Cervenka, Jan Seismische Tragfähigkeit eines Stahlbetongebäudes Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 552-561 Fachthemen

Kurzfassung

Die Forschung in den Disziplinen der Seismologie und des Erdbebeningenieurwesens hat in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht. Die neuen Erkenntnisse sind heute in modernen Normenwerken für die Auslegung von Neubauwerken vollumfänglich implementiert und nutzbar. Für bestehende Bauwerke, die nach älteren Normengenerationen ausgelegt worden sind, ist dies nicht der Fall. Gerade für solche Bauwerke, insbesondere in Regionen mit hoher Seismizität und/oder hohem Risikopotenzial, besteht aber der Bedarf einer möglichst realistischen Ermittlung der seismischen Tragfähigkeit. Der vorliegende Aufsatz erläutert die Berechnung der seismischen Tragfähigkeit eines bestehenden Stahlbetontragwerks basierend auf dem neuesten Stand von Wissenschaft und Technik. Dazu wird zunächst mittels einer Pushover-Analyse das nichtlineare Kraft-Verformungs-Verhalten der Struktur relativ aufwendig modelliert. Die daraus ermittelte Kraft-Verformungs-Linie wird auf einen charakteristischen Einmassenschwinger appliziert. Für die Umwandlung der Tragstruktur in einen äquivalenten Einmassenschwinger mit identischen dynamischen Eigenschaften werden die weiteren modalen Parameter mithilfe von Boden-Bauwerk-Interaktionsberechnungen bestimmt. Zusätzlich wird der Einmassenschwinger auch mit einem Hysterese-Modell ausgestattet. Anschließend wird der Einmassenschwinger mit verschiedenen seismischen Beschleunigungs-Zeitverläufen beaufschlagt. Dabei wird ein Duktilitätsbedarf ermittelt. Die Beaufschlagung des Einmassenschwingers erfolgt für verschiedene skalierte Beschleunigungs-Zeitverläufe, sodass verschiedene Erdbebenintensitäten berücksichtigt werden. Da die strukturmechanischen Berechnungen auf der Widerstandsseite sowohl mit charakteristischen Werten als auch mit Mittelwerten durchgeführt wurden, eine Streuung verschiedener modaler Parameter angenommen wurde und die Streuung der seismischen Einwirkung über die verschiedenen Zeitverläufe berücksichtigt wird, kann eine Streuung der Tragfähigkeit des Bauwerkes für seismische Einwirkungen angegeben werden. Als Ergebnis werden die Parameter einer Fragility-Kurve für seismische Einwirkungen und die seismische Tragfähigkeit als ein Punkt auf der Fragility-Kurve präsentiert.

Seismic robustness of a reinforced concrete structure
Seismology and earthquake engineering have experienced major progress in the last decades. This progress is implemented in current modern codes of practice for the design of new structures. However for existing structures, mainly designed according to former codes of practice, a realistic estimation of the seismic robustness and ultimate load is also necessary. Often in such cases ambitious analyses are carried out. This paper describes the steps of such an analysis for a reinforced concrete structure, which is part of the critical infrastructure. In a first step the nonlinear force-deformation-curve is investigated by a pushover-curve. This curve is applied to an equivalent oscillator. Further dynamic properties of the oscillator are obtained from a soil-structure-interaction analysis. The oscillator is then exposed to various time-acceleration-sequences. This computation yields to a ductility demand. The ductility demand can be related to different earthquake intensities by scaling the time-acceleration-sequences. Finally the investigation was carried out twice, using characteristic and mean material properties. An overall deviation of the structural resistance can be provided by these parallel computations in combination with the deviation of the various time-acceleration-sequences. The results are used to construct a fragility curve and hence the ultimate seismic load bearing capacity.

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Sichere Fundamente für erneuerbare Energie Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 561 Aktuell

Kurzfassung

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Weber, Wolfgang; Curbach, Manfred Wellenausbreitung in bewehrten Feinbetonpaneelen Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 562-569 Fachthemen

Kurzfassung

Die Schutzwirkung von bewehrten Feinbetonpaneelen bei dynamischen Einwirkungen bereits im Bemessungsprozess ausreichend genau einzuschätzen, ist eine Aufgabe von hoher Bedeutung und Aktualität. Ziel dieses Beitrages ist die analytische Beschreibung der Wellenausbreitung in einem solchen Bauteil, welches mit Stahlfasergelegen verstärkt ist. Das analytische Modell kann entsprechende experimentelle Untersuchungen begleiten und darüber hinaus an numerische Methoden gekoppelt werden. Es ist damit geeignet, die (Weiter-)Entwicklung von Regelwerken zur Bemessung von Feinbetonpaneelen unter stoßartigen Einwirkungen aktiv zu begleiten. In einem ersten Schritt der Modellbildung erfolgt eine Beschränkung auf die Behandlung von Scherwellen. Ausgangspunkt ist ein mechanisches Modell, welches die einzelnen Bewehrungselemente einschließlich des Übergangsbereichs zur homogenen Feinbetonmatrix separat abbildet. Die hierdurch entstehenden Differentialgleichungen werden anschließend analytisch gelöst. Den im Bauwesen inhärenten Abweichungen vom geplanten Soll-Zustand wird beispielhaft dadurch Rechnung getragen, dass die Dicke dieses Übergangsbereichs als Zufallsgröße modelliert wird. Die sich hierdurch ergebenden Auswirkungen auf die Wellenausbreitung werden anschließend aufgezeigt und bewertet.

Wave propagation within panels made of FRC
Properly estimating the protective effect of slender walls made of fine-grained concrete under dynamic loading is a major task in civil engineering. The aim of this contribution is to analytically describe the wave propagation in such a structural element reinforced with steel fibres. The analytical model may be an addendum to experimental studies and can be coupled to numerical methods. In a first step of modelling shear waves are dealt with. Within the mechanical model every reinforcement element is treated as a single inclusion surrounded by a so-called interphase embedded in a homogeneous matrix of fine-grained concrete. The differential equations resulting from this mechanical model are then solved analytically. In civil engineering praxis structural elements produced on-site regularly differ from the intended configuration. These deviances are exemplarily taken into account by modelling the thicknesses of the interphases surrounding the reinforcement elements as random variables. The consequences of this consideration to the wave propagation are presented and evaluated.

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Herstellung eines umweltfreundlicheren Zements Beton- und Stahlbetonbau 8/2013 569 Aktuell

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