Einschätzungen zur Gefährdung durch Erdbeben erfolgten bisher nahezu ausschließlich auf nationaler Ebene. Wegen der Komplexität der heutzutage verwendeten wahrscheinlichkeitstheoretischen Methoden führt dies in der Regel zu Inhomogenitäten an den Grenzen. Verschiedene internationale Projekte, wie die Schaffung des Eurocode 8, ein EG-Projekt zur Erarbeitung einer einheitlichen Seismizitätsdatenbasis (BEECD) sowie ein globales Forschungsprojekt zur Berechnung einer weltweit harmonisierten Erdbebengefährdungskarte (GSHAP) bildeten einen geeigneten Rahmen, für die Schweiz, für Österreich und die Bundesrepublik Deutschland eine vereinheitlichte Karte der Erdbebengefährdung zu erarbeiten. Diese Aktivität bettet sich zudem in die informelle Zusammenarbeit der Gesellschaften für Erdbebeningenieurwesen der drei Staaten ein, für die die Bezeichnung D-A-CH geprägt wurde. Andererseits dienten die D-A-CH-Staaten als Testgebiet für das globale GSHAP-Forschungsvorhaben. Die beobachteten Schäden in diesem Raum verdeutlichen die Notwendigkeit aktualisierter Erdbebengefährdungseinschätzungen. Im Beitrag werden neben der vereinheitlichten Gefährdungskarte für die D-A-CH-Staaten auch die elementaren Grundlagen zu deren Erarbeitung vorgestellt; d. h. die Erwähnung der verwandten neuesten Version von Erdbebenkatalogen und die Analyse ihrer zeitlichen Vollständigkeit, ein kurzer Abriß zur probabilistischen Methodik, der Abgrenzung von Quellregionen und deren Seismizitätsverteilungen sowie die Dämpfung der makroseismischen Intensität. Die vorgestellte Gefährdungsabschätzung erfolgte für das international für normale Hochbauten standardisierte Gefährdungsniveau von 10 % Eintreffens- oder Überschreitenswahrscheinlichkeit in 50 Jahren und für den Erschütterungsparameter der makroseismischen Intensität, u. a. um Fehlereinflüsse zu minimieren. Auf alternative Parameter zur Verwendung für die Gefährdungsabschätzung wird hingewiesen.

Mindestbewehrung in Stahlbetonwänden für Beanspruchungen infolge Zwang, insbesondere bei Dehnungsbehinderung durch zuerst betonierte Decken.

Am Beispiel von Monopilegründungen von Offshore-Windenergieanlagen wird ein dynamisches Verfahren zur Bestimmung des dynamischen Bettungsmoduls vorgestellt (H-DPT: Horizontaler-Dynamischer Pfahltest). Mit Hilfe von Diagrammen kann aus der gemessenen Schwingungsperiode auf den Bettungsmodul geschlossen werden. Die erste Eigenfrequenz der gesamten Offshore-Windenergieanlage kann danach aus weiteren Diagrammen abgeschätzt werden.

Prof. i.R. Dr.-Ing. Dr.-Ing E.h. Gerhard Mehlhorn gewidmet
Die im Folgenden vorgestellte Vorgehensweise beschreibt eine Methode, die Kippstabilität für gabelgelagerte Einfeldträger aus Stahlbeton und Spannbeton recht zuverlässig abzuschätzen. Zuerst werden die für das Kippen maßgebenden Steifigkeiten, seitliche Biegesteifigkeit (EIz) und Torsionssteifigkeit (GIt), für das vorhandene Hauptbiegemoment My ermittelt. Mit diesen Steifigkeiten wird anschließend mittels einer aus dem Verzweigungsproblem bekannten Gleichung das kritische Kippmoment Mkr bestimmt. Mit Mkr und MEd, y wird dann ein Verhältniswert gebildet, mit dem aus den vorgegebenen Vorverformungen die entsprechenden Endverformungen berechnet werden. Über den Winkel der Endverdrehung ergibt sich ein Nebenbiegemoment Mz. Abschließend erfolgt die Überprüfung der Tragfähigkeit für die nun vorliegende zweiachsige Biegung. Diese Vorgehensweise wird ausführlich an zwei Beispielen gezeigt. An 15 Stahlbeton- und 45 Spannbetonträgern wird das Abschätzverfahren über einen Traglastvergleich mit einem genaueren Verfahren validiert. Ergänzend wird noch eine näherungsweise Ermittlung des Torsionsmoments am Auflager angegeben.

Estimation of Lateral Instability for Fork-Bearing Simple Beams of Non-Prestressed or Prestressed Reinforced Concrete
The procedure presented below describes a method to estimate quite reliably the lateral instability for fork-bearing simple beams of reinforced prestressed or non-prestressed concrete. At first the decisive stiffness values at tilting, lateral bending stiffness (EIz) and torsional stiffness (GIt), are identified for the present main bending moment MEd, y. By these stiffness values the critical tilting moment Mkr will be calculated subsequently by means of a well-known equation from the bifurcation problem. Using a ratio built of Mkr and My, the equivalent final deformations are identified by the given pre-deformations. Via the final twisting angle a bending moment around the weak axis Mz is determined. In conclusion the limit state for the now existing bi-axial bending is checked. This procedure is shown in detail by two examples. At 15 reinforced and 45 prestressed girders the estimation method is validated by a comparison of the bearing loads with a more precise method. Additionally, an approximative calculation method of the torsional moment at bearing is given.

Es wird ein einfaches, anschauliches und wirklichkeitsnahes Verfahren zur Abschätzung der Restlebensdauer älterer genieteter Stahlkonstruktionen vorgestellt und durch die Nachrechnung einer 75 Jahre alten Eisenbahnbrücke erläutert.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Die Rissbildung in Beton ist ein komplexes Phänomen, welches durch äußere Lasten und Zwang hervorgerufen werden kann und somit das Last-Verformungs-Verhalten von Stahlbeton beeinflusst, sobald die Zugfestigkeit überschritten wird. Folglich ist es bedeutsam vorherzusagen, wo Risse auftreten und wie sie sich ausbreiten.
Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die im Labor für Konstruktiven Ingenieurbau an der Universität der Bundeswehr München durchgeführten Experimente an Stahlbetonscheiben und -platten sowie über die wesentlichen Ergebnisse derselben. Anschließend wird auf die aktuelle Forschung des Autors eingegangen. Um ein besseres Verständnis zur Spannungsverteilung in der direkten Umgebung der Längs- und Querbewehrung zu erlangen, wird ein kleiner vereinfachter Ausschnitt einer Stahlbetonplatte in dem Finite-Elemente-Programm ANSYS modelliert. Ziel war es, die Möglichkeiten und Grenzen der Extended Finite Element Method (XFEM), welche in ANSYS zur Rissfortschrittsanalyse implementiert ist, zu evaluieren sowie den Ort der Rissinitiierung und die Rissausbreitung zu untersuchen.

Assessment of the crack propagation in reinforced concrete
Cracking of concrete is a complex phenomenon induced by direct loads or restraints affecting reinforced concrete structures as soon as the tensile strength of the concrete is exceeded. Hence it is important to predict where cracks will be located and how they will propagate.
This paper presents a short overview on the experiments on R/C-panels and slabs carried out in the Laboratory for Structural Engineering at the University of the German Armed Forces in Munich and on the results obtained. Next, the current research carried out by the author is presented. To understand the stress distribution in the direct vicinity of the longitudinal and transversal reinforcement bars a small simplified section of a R/C slab was modeled in the finite element program ANSYS. The aim is to evaluate the capabilities and limitations of the Extended Finite Element Method (XFEM) implemented in ANSYS to simulate crack growth and to determine where the crack will initiate and propagate in this region.

Langsam kriechende Hänge stellen eine eventuelle Bedrohung für darunter liegende Siedlungen und Infrastrukturen dar. Bereits in den 1930er Jahren wurde eine Lösung zur Ermittlung des Spannungszustands in einer kriechenden Schicht konstanter Dicke auf einer unendlich langen Böschung entwickelt, die als Grundlage für die Untersuchung von Kriechhängen dienen kann. In diesem Beitrag wird diese Lösung erweitert und gemeinsam mit dem Grenzzustand nach Matsuoka-Nakai verwendet, um die Sicherheit von Kriechhängen abschätzen zu können, die annähernd als unendliche Böschung modellierbar sind.

Estimation of the stability of approximately infinite creeping slopes.
Slowly creeping slopes are a potential threat to downhill settlements and infrastructure. The stress state in a creeping layer with constant thickness on an infinite slope can be calculated using a solution from the thirties of the past century. This solution is extended and combined with the Matsuoka-Nakai limit state criterion. The safety of an approximately infinite creeping slope can be estimated with the presented approach.

Es wird eine einfache Berechnung für die untere Stabilitätsgrenze der kreiszylindrischen Schale unter Axialdruck mit abklingenden rautenförmigen Beulen angegeben. Die Ergebnisse können auf die Stabilitätsberechnungen von Kühltürmen in Form von hyperbolischen Rotationsschalen angewandt werden.

Zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit von statisch unbestimmten Fachwerken mit vielen Stäben unter Verwendung der Monte-Carlo-Simulation wird ein systematisches Verfahren vorgestellt und die Anwendbarkeit an numerischen Beispielen gezeigt.

Die Einsatzmöglichkeiten von Stopfsäulen zur Setzungsminderung von Gebäuden, aber auch zur Verhinderung von Böschungsbrüchen bei Dammschüttungen und die Grenzen der Anwendung.

Über die Verbesserung des Baugrunds durch die sogenannte Stopfverdichtung für bindige Böden, die eine Weiterentwicklung der Rütteldruckverdichtung für verdichtbare bindige Böden darstellt. Es wird die grundsätzliche Wirkungsweise beschrieben und ein Verfahren zur Abschätzung der Verformungen gezeigt.

Dezentrale Lüftungsgeräte können über einen Außenanschluß Luft fördern und dabei Teilklimafunktionen (Heizen, Kühlen) für die versorgten Räume erfüllen. Der geförderte Volumenstrom ist neben der Konstruktion des Gerätes auch von den Windverhältnissen im Bereich der Außenluftansaugung abhängig. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem über statistische Wetterdaten etwaige Einschränkungen für den Betrieb abgeschätzt werden können. So kann die Häufigkeit von thermisch induzierten Luftströmungen (hohe Lufttemperatur im Ansaugbereich) und Abweichungen vom Nenn-Volumenstrom quantitativ beurteilt werden. Ebenso können Anforderungen an ein Gerät abgeleitet werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere auch für die ersten Schritte beim Entwurf von Gebäuden.

Alpine Naturräume sind verschiedenen gravitativen Gefahrenprozessen ausgesetzt. Derartige Prozesse sind Muren, Hangrutschungen oder Lawinen. Menschliche Siedlungsgebiete werden u. a. durch den Prozessen angepasste Bauwerke geschützt. Die Bereitstellung von Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Anprallkraft einer Mure für die Bemessung solcher Schutzbauwerke aus Stahlbeton ist Gegenstand dieser Arbeit. Dabei wird maßgeblich Bezug auf die in Österreich zurzeit entwickelte ONR 2480X-Reihe genommen.

Mit zunehmender Spannweite ist bei der Bemessung von profilierten Fertigteilträgern aus Stahlbeton und Spannbeton auch deren Kippsicherheit zu berücksichtigen. Die nachfolgenden Ausführungen zeigen eine einfache Möglichkeit zur Festlegung kippsicherer Druckgurtbreiten, die an Hand von zahlreichen, in der Literatur untersuchten, kippsicheren Trägern überprüft wird. Ein Beispiel erläutert die Anwendung des vorgeschlagenen Entwurfsverfahrens.

Bei Fahrzeugüberfahrten über Brücken kommt es zur Interaktion zwischen Tragwerk und Fahrzeug, deren Zusammenhänge äußerst komplex und schwer vorhersagbar sind. Gerade bei anstehenden Bauarbeiten an bestehenden Betonbrücken müssen diese bei aufrechterhaltenem Verkehr stattfinden, wodurch der junge Beton während seiner Erhärtung mit Schwingungen belastet wird. Aber gerade im Zuge der Planung von Bauphasen oder Bauabläufen ist eine Abschätzung im Vorfeld hilfreich. Aus diesem Grund wurden Großrechenserien, basierend auf Berechnungsmodellen von ganzen Brückenpopulationen untersucht. Das Ziel war, die verkehrsinduzierten Schwingungen von Platten- und Plattenbalkenbrücken in gängigen Konfigurationen abzuschätzen, um bei der Planung von Bauarbeiten entsprechende Schritte zur Schonung des jungen Betons in seiner kritischen Erhärtungsphase setzen zu können. Dabei wurden die Brückenschwingungen durch transiente FE-Simulationen bei einer Vielzahl von Lkw-Überfahrten berechnet und einerseits die Brückeneigenschaften wie Spannweite, Schlankheit etc., andererseits auch die Überfahrtsparameter wie Straßenoberfläche, Fahrgeschwindigkeit und Spur variiert. Die Betrachtung einzelner Parameter zeigte sich dabei als unzureichend, weshalb aufbauend auf dem großen Datensatz ein Meta-Modell in Form von einfachen Gleichungen gebildet wurde, welches den Einfluss mehrerer Parameter vereint. Das Meta-Modell ermöglicht eine Erstabschätzung der zu erwartenden Schwingungsamplituden und soll als Unterstützung für die Planung von nötigen Maßnahmen dienen.

Estimating traffic-induced vibrations of road bridges prior to concreting works - Creating a meta-model for preliminary estimation of the risk of early-age concrete being negatively affected during its hardening by ongoing traffic
The interaction between the bridge and the vehicles passing over it is governed by very complex interrelationships, effects of which are difficult to predict. When construction works on existing concrete bridges take place, vibrations caused by ongoing traffic pose a potential risk for the early-age concrete, which may be being negatively affected during its hardening process. But especially in the course of the planning of construction processes and procedures, a preliminary estimate of potential risk would be helpful. For this reason, large-scale computation series based on calculation models of entire bridge populations was executed. The aim was to estimate the traffic-induced vibrations of slab and T-beam bridges in common configurations to be able to take appropriate steps in planning of construction works and protect the young concrete in its critical hardening phase. The bridge vibrations were calculated by transient FE-simulation for a large number of truck passages, while bridge properties such as span, slenderness, etc. on one hand, and crossing parameters such as road surface and driving speed and lane on the other hand, were varied. The consideration of individual parameters turned out to be insufficient, therefore a meta-model in the form of simple equations was formed based on the large data set created. The meta-model combines the influence of several parameters and provides an initial estimate of the expected vibration amplitudes, which supports decision-making in the planning of necessary measures.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Es wird Stellung genommen zu Vorschlägen an der Elbemündung ein Hochwassersperrwerk zu errichten.

In den neuen deutschen Regelwerken des Betonbaus werden die Nachweise der Tragwerksplanung differenzierter dem tatsächlichen Tragverhalten der zu realisierenden Strukturen angepaßt. Damit muß die Qualität der Bauausführung Schritt halten, um das angestrebte Sicherheits- und Dauerhaftigkeitsniveau der Betonbauwerke zu erreichen. In diesem Zusammenhang werden in den Regelwerken einige DBV-Merkblätter zitiert bzw. zur Grundlage der Planung und Bauausführung gemacht. Dabei wird auch auf die Eignung von Abstandhaltern und Unterstützungen eingegangen.

Das Instandhaltungsmanagement von Bauwerken der Infrastruktur ist eine herausfordernde Aufgabe. Ingenieurbauwerke auf Straßen und Schienenwegen sind charakterisiert durch lange Nutzungszeiten von 100 Jahren und mehr. Im Rahmen der Nutzungszeit ergeben sich daher besondere Anforderungen an eine lebenszyklusorientierte Datenorganisation, die Informationen aus Planung und Bau, aber insbesondere aus dem Betrieb erfassen muss. Hierfür stehen den Betreibern i. d. R. Bauwerksmanagementsysteme (BMS) zur Verfügung, die eine bauwerksbezogene Datenorganisation ermöglichen. Durch den Einsatz neuer digitaler Methoden, wie Building Information Modeling (BIM), können insbesondere die Datenorganisation und die Prozesse der Zusammenarbeit in der Instandhaltung unterstützt werden. Grundlage bilden objektorientierte Bauwerksmodelle, die neben der Geometrie die semantischen Informationen strukturieren und Verknüpfungen zu weiteren Datenplattformen ermöglichen. Der Aufsatz stellt dar, wie diese Modelle möglichst effizient als geometrisch vereinfachte Bauwerksmodelle - sog. abstrakte Bauwerksmodelle - erstellt werden und somit Anwendungsfelder für eine digitale Instandhaltung geschaffen werden können. Die geometrische Abstraktion ermöglicht es insbesondere für Bestandsbauwerke, effizient digitale Bauwerksmodelle zu erzeugen und mit semantischen Informationen anzureichern. Diese können die Grundlage für eine Informationsanreicherung, eine weitere Detaillierung oder eine strukturierte Schadensverortung am digitalen Modell bilden.

Abstraction of digital building models as a basis for sensor-based maintenance management
The maintenance management of infrastructure is a challenging task. Engineering structures like roads and bridges are characterized by long service lives of 100 years and more. Within the framework of the period of use, special requirements therefore arise for a life-cycle-oriented data organization that records information from both planning and construction, but especially from operation. For this purpose, operators usually have building management systems at their disposal that enable building-related data organization. The use of new digital methods, such as Building Information Modeling (BIM), can support the organization of data in particular and also the processes of cooperation in maintenance. The basis is formed by object-oriented building models, which structure semantic information and enable links to further data platforms. The article provides a contribution on how geometrically abstract building models can already be used to intelligently structure data for maintenance processes. Geometric abstraction makes it possible to efficiently generate digital building models, especially for existing buildings, and to enrich them with semantic information. This can form the basis for linking information with other data platforms or for damage localization on the digital model.

Der Absturz des Brückenträgers ist bei mässiger Seismizität die wichtigste Versagensart von Brücken unter Erdbebeneinwirkung. Durch phänomenologische Überlegungen mit numerischer Auswertung und Eichung konnten einfache Regeln für die Mindestabmessungen der Auflagerbänke in Brückenlängsrichtung entwickelt werden. Die resultierenden Bedingungen können meist ohne oder ohne wesentlichen Mehraufwand erfüllt werden.

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Die Endverankerung der Spannglieder wurde mechanisch abgetrennt und die Verankerungskraft nur noch über Verbund zwischen dem verpressten Hüllrohr und dem Konstruktionsbeton des gekürzten Trägers eingeleitet.

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Bei dem Generationenprojekt Emscher-Umbau werden durch die Emschergenossenschaft drei große Abwasserpumpwerke errichtet. Mit den Bauarbeiten des größten Pumpwerks in Oberhausen wurde Anfang 2016 begonnen, die Fertigstellung wird für Ende 2020 angestrebt.
Das Pumpwerk Oberhausen fördert zukünftig die ankommende Abwassermenge von max. 15,3 m3/s aus einer Tiefe von rd. 40 m, die Jahresfördermenge wird bei rd. 160 Mio. m3 liegen.
Auf dem Weg bis zu seiner Fertigstellung bildet das Pumpwerk einige Herausforderungen für alle Projektbeteiligten, die es gemeinschaftlich zu bewältigen gilt. In erster Linie sind neben einem technisch sehr anspruchsvollen Bauwerk die engen zeitlichen Vorgaben zu sehen, um das vorgegebene Ziel der Abwasserfreiheit in 2021 sicherstellen zu können.
Zu nennen sind hier weiterhin die Anbindung der beiden in Tübbingbauweise erstellten Abwasserkanäle an das zu erstellende Bauwerk, Anforderungen hinsichtlich des Korrosionsschutzes der Bauteile, die geforderte hohe Qualität an die Planung zur Sicherstellung eines möglichst störungsfreien Bauablaufs, die vorausschauende Klärung der Schnittstellen, insbesondere der Lose Bau, M- und E-Technik, sowie eine koordinierte Arbeitsvorbereitung und qualitativ hochwertige Umsetzung der Leistungen durch die ausführende Baufirma.
Das Pumpwerk Oberhausen dient der Emschergenossenschaft auch als Pilotprojekt für die Anwendung der BIM-Methodik, welche als weiteres Hilfsmittel zur Einhaltung der anspruchsvollen Projektvorgaben genutzt werden kann.
Die Lage des Pumpwerks am Beginn des zukünftigen ökologischen Schwerpunkts des Holtener Bruchs hat die Emschergenossenschaft bewogen, den Standort architektonisch-gestalterisch hervorzuheben und als Landmarke zu gestalten.

Emscher sewer - pumping station Oberhausen
Three large sewage pumping stations are being built by the Emschergenossenschaft as part of the Emscher conversion project. Construction work on the largest pumping station in Oberhausen began at the beginning of 2016; completion is scheduled for the end of 2020. In the future the Oberhausen pumping station will pump the incoming wastewater volume of max. 15.3 m3/s from a depth of approx. 40 m, the annual pumping volume will be around 160 million m3. On the way to its completion, the pumping station poses a number of challenges for all people who are involved in the project. In addition to a technically very demanding structure, the tight time schedule must also be taken into account in order to be able to guarantee the goal of an effluent free Emscher river in 2021. The pumping station also serves the Emschergenossenschaft as a pilot project for the application of BIM.