Es werden die Möglichkeiten nachträglicher Änderungen an Stahlbetonkonstruktionen beschrieben und erläutert. Beim Entwurf neuer Bauwerke können mit einfachen, wenig aufwendigen Vorkehrungen nachträgliche Anschlüsse von Bauteilen erheblich erleichtert werden.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck- sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels “Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3-D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Joints in timber engineering with cast-in connectors
The increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions - including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete - fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Im Rahmen des Forschungsvorhabens “Große Ankerplatten mit Kopfbolzen für hochbeanspruchte Konstruktionen im Industrie- und Anlagenbau” wurde das Tragverhalten von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln unter Zugkraft, Querkraft und Zwangsbeanspruchung untersucht. Die Darstellung der Ergebnisse des gemeinsamen Vorhabens erfolgt in zwei Beiträgen: Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen zu den Querkraftanschlüssen der Universität Stuttgart und in einem weiteren Beitrag die Untersuchungen zur Normalkraft- und Zwangsbeanspruchung vorgestellt, die im Wesentlichen an der Technischen Universität Kaiserslautern erarbeitet wurden. Die Schlussfolgerungen zeigen das Gesamtkonzept.
In den Versuchsserien wurden zur Bestimmung der wesentlichen Einflussgrößen auf das Tragverhalten und die Lastverteilung Parameter wie die Ankerplattendicke, die Einbindelänge der Kopfbolzen und die Exzentrizität der Querkraft variiert. Im Bereich der auf Zug beanspruchten Kopfbolzen wurde zusätzlich eine Rückhängebewehrung berücksichtigt. Mit Hilfe numerischer Untersuchungen wurden neben offenen Fragen zur Lastverteilung die Einflüsse weiterer Faktoren wie die Betondruckfestigkeit und der Bewehrungsgrad untersucht.
Auf Grundlage dieser Untersuchungen konnte ein auf der Komponentenmethode basierendes Bemessungsmodell entwickelt werden, mit dem eine Bemessung von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln möglich ist. Hinsichtlich der Lastverteilung finden elastische und plastische Bemessungsansätze im analytischen Modell Anwendung.

Steel-to-concrete joints with large anchor plates under shear loading.
Within the framework of the research project “Large Anchor Plates for Industry and Plant Engineering” the load and deformation behavior under tension-, shear and constraining forces of anchor plates with a higher number of headed studs has been investigated. The results of the joint project will be presented in two parts: In this part investigations on large anchor plates under shear loading made at the Universität Stuttgart are described. This is followed by the description of the investigations under tension- and constraining forces made at the Technischen Universität Kaiserslautern. The overall approach is shown in the conclusions.
Within the tests parameters like the thickness of the anchor plate, the embedment depth of the headed studs and the load eccentricity were changed in order to investigate the key determinants on the load-bearing behavior and the load transfer. In the area of the tension loaded fasteners supplementary reinforcement has been placed to strengthen the concrete failure modes and to determine the influence for the increase of the load carrying capacity depending on the variation of the reinforcement ratio. Within further numerical investigations outstanding issues like the distribution of the shear forces and the effect of further parameters such as the concrete strength and the reinforcement ratio were investigated. In the course of this studies further influences were examined and a suitable design model has been developed. With this design model an economic design of large anchor plates with more than the permissible number of fasteners is possible.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Das Forschungsvorhaben “Große Ankerplatten mit Kopfbolzen für hochbeanspruchte Konstruktionen im Industrie- und Anlagenbau” behandelt die Untersuchungen von Ankerplatten mit mehr Verbindungsmitteln als aktuell nach Norm zulässig unter einer Zug-, Querkraft sowie Zwangsbeanspruchung. Kuhlmann/Ruopp [15] beschreiben die Untersuchungen zu den Querkraftanschlüssen, die an der Universität Stuttgart durchgeführt wurden, und dieser Beitrag die Untersuchungen zur Normalkraft- sowie Zwangsbeanspruchung, die an der Technischen Universität Kaiserslautern erfolgten.
In den experimentellen Untersuchungen unter einer Zugkraft wurden die maßgebenden Parameter Ankerplattendicke, effektive Einbindelänge der Kopfbolzen sowie eine Rückhängebewehrung berücksichtigt. In numerischen Untersuchungen wurden zusätzlich zu den genannten Parametern die Betondruckfestigkeit und der Bewehrungsgrad der Oberflächenbewehrung variiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen gingen mit in die Modellentwicklung zu den Querkraftanschlüssen der Universität Stuttgart ein.
Die Versuchsserie unter einer Zwangsbeanspruchung wurde analog zu den Versuchen unter Normalkraft entwickelt. Mit Hilfe dieser Untersuchungen konnten das zeitabhängige Verhalten des Betons unter Kurzzeitrelaxation und die Auswirkungen des Kriechens und Schwindens auf große Ankerplatten beschrieben werden. Weitere numerische Untersuchungen bestätigen dieses Verhalten, sodass auf dieser Grundlage ein Modell in Anlehnung an die Komponentenmethode entwickelt werden konnte, welches Effekte des Kriechens und Schwindens berücksichtigt.

Steel-to-concrete joins with large anchor plates under normal and constraining forces.
The research project “Large anchor plates with headed studs for highly stressed structures in industrial and plant constructions” deals with the investigations of anchor plates with more fasteners than currently permitted by codes under tensional-, shear- and constraining forces. Kuhlmann/Ruopp [15] describe in their articles the studies on the shear connections, which were conducted at the University of Stuttgart and this articles describes the studies on tensional- and constraining forces at the University of Kaiserslautern.
In experimental studies, under a tensile force decisive parameters such as thickness of the anchor plates, effective bond length of headed studs and a supplementary reinforcement have been considered. In numeric investigations the concrete strength and the degree of reinforcement of the surface reinforcement were varied in addition to the parameters above. The results of these studies are incorporated in the modelling of shear of the University of Stuttgart.
The series of experiments under constraining forces was developed analogous to the tests under tensional forces. Using these tests, the time-dependent behaviour of the concrete and the consequences to large anchor plates could be described. Further numerical studies confirm this behaviour, so that a model could be developed that is based on the component method.

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Die Last- und Bemessungsnormen des Bauwesens sind in bemerkenswerten Umbrüchen begriffen. Bisherige deterministisch formulierte Normen laufen aus und werden von probabilistisch begründeten Vorschriften abgelöst. An die Stelle eines globalen Sicherheitsbeiwertes treten Bemessungskonzepte mit mehreren Teilsicherheitsbeiwerten, die stärker auf die individuelle Bemessungssituation eingehen und probabilistisch hergeleitet sind. Die Kriterien Versagenswahrscheinlichkeit bzw. mathematisch definierte Zuverlässigkeit sollen zu objektiven Maßstäben für die Bauwerksdimensionierung führen und die aus sicherheitstheoretischer Sicht als willkürlich empfundenen bisherigen pauschalen Sicherheitsvorgaben ersetzen. Die Ausführungen beschäftigen sich mit Anspruch und Wirklichkeit der neuen semiprobabilistischen Bemessungskonzepte und versuchen Hinweise zu einer sinnvollen Weiterentwicklung zu geben.

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Wegen der vorhandenen Komplexität sind bei der Planung und Herstellung von Sichtbeton erfahrene Sonderfachleute gefragt, die den dazugehörigen Willen und das erforderliche Engagement zur Vorbereitung, Koordination und baubegleitenden Kontrolle und Steuerung bei der Herstellung besitzen. Sehenswerte Ergebnisse lassen sich nur dann erreichen, wenn Wissensvermittlung, Informationsfluß, Fachkenntnisse, Erfahrungen und Engagement aller Beteiligten zusammenwirken und wenn der Bauherr bereit ist, diese planerischen und ausführungstechnischen Leistungen entsprechend zu vergüten. Am Beispiel des Baues der Universität Brixen soll gezeigt werden, wie trotz hoher architektonischer Anforderungen an das Tragwerk mit filigranen Bauteilen und bauphysikalischen Randbedingungen ein alle Seiten zufriedenstellendes Sichtbetonergebnis erzielt werden kann. Dabei waren besondere Überlegungen in statisch-konstruktiver, betontechnologischer und ausführungstechnischer Hinsicht erforderlich.

Die Anwendung der teilweisen Vorspannung ohne Verbund bei Flächentragwerken setzt die Kenntnis des Tragverhaltens der Konstruktion im Zustand II voraus, um Tragreserven ausschöpfen zu können. Der Bruchsicherheitsnachweis ist wirtschaftlich und wirklichkeitsnah nur durchzuführen, wenn alle im Bauwerk aktivierbaren Tragwirkungen berücksichtigt werden. Der teilweisen Umlagerung vom Biege- zum Membranspannungszustand mit der Wirkung einer Tragfähigkeitssteigerung wird durch eine systembezogene Darstellung der Bruchsicherheitsbeziehung Rechnung getragen. An zwei Schalenträgern werden die Ergebnisse am Gesamttragwerk vorgestellt.

Umfassende Zusammenstellung der aktuellen Theorie für das Bemessen und Bewehren von Stahlbeton. Es wird darüberhinaus ein neuer Ansatz vorgestellt, mit dem das Einlegen von Schubbewehrung weitgehendst vermieden werden soll.

Dieser Beitrag zeigt, wie der Lasteintrag von einer Deckenplatte in eine darunter liegende Wand durch unterschiedliche Parameter beeinflusst werden kann. Durch die vergleichende Betrachtung verschiedener Herangehensweisen an die Ermittlung von Lastgrößen und -position werden Reserven dargestellt, welche sich bei dem Nachweis der tragenden Schubwand positiv auswirken können.

Approaches for determining vertical loads on shear walls.
This paper shows how the load introduction from a ceiling into a wall beneath may be influenced by different parameters. Through a comparative analysis of different approaches for the determination of load size and position several reserves are shown, which could be affected as positive by the verifying of a shear wall.

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Es werden neue innovative Ansätze zur performancebasierten Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose von Ingenieurkonstruktionen auf Grundlage eines hybriden und modellbasierten Zuverlässigkeitsindex vorgestellt. Die Methode beruht auf der Zusammenführung der Ergebnisse aus rein visuellen Zustandsprüfungen von Ingenieurkonstruktionen mit vorhandenem Expertenwissen aus Versuchen und Berechnungen. Mittels Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) werden die Zustandsklassen aus der heuristischen visuellen Inspektion und das vorhandene Expertenwissen zur verfeinerten Ermittlung des zustandsabhängigen Zuverlässigkeitsindex unter Berücksichtigung der entsprechenden Schadensfolgeklassen (CCn) bei einem bestimmten Lebensalter der Konstruktion herangezogen. Es werden vier unterschiedliche Modelle für die Prognose der zukünftig sich ergebenden Zustandsentwicklung/Degradation und der zu erwartenden Lebensdauer der betrachteten Ingenieurkonstruktion vorgestellt. Diese methodischen Ansätze werden am Beispiel einer bei Zugvorbeifahrt hochgradig dynamisch beanspruchten Lärmschutzwandkonstruktion der Bahn zur Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose skizziert.

Approaches for the performance-based condition assessment and lifetime prognosis of engineering structures
The contribution discusses approaches for the performance-based condition assessment including consequence class concepts and service life prediction procedures of complex high loaded structural components as used in railway engineering. These approaches are based on hybrid monitoring and modelling based reliability index concepts and includes the merging of the results from purely visual status checks of engineering constructions with existing expert knowledge from tests and calculations. Using artificial intelligence (AI) methods, the condition classes from the heuristic visual inspection and the existing expert knowledge for refined determination of the condition-dependent reliability index under consideration of the corresponding damage consequence classes (CCn) at a certain age are used. Four different models for the prognosis of the future state development / degradation and the expected lifespan of the considered engineering construction are presented. These methodical approaches are outlined using the example of a dynamically stressed noise barrier construction due to train passing for condition assessment and (remaining) service life forecast.

Vertikale Begrünung kann einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung leisten. Denn Begrünung kann nicht nur die bauphysikalischen Eigenschaften von Gebäuden verbessern und als Schadstofffilter zur Verbesserung der Luftqualität beitragen, sondern auch großen Einfluss auf die betroffenen Menschen haben. Eine Begrünungsmaßnahme im Rahmen einer Bestandssanierung oder bei einem Neubau durchzuführen, ist nicht zuletzt von den entstehenden Kosten und den möglichen Nutzen abhängig. Das Ziel der durchgeführten Forschung besteht darin, ein Basismodell zu entwickeln, mit dem in weiterer Folge objektbezogen die Kosten und Nutzen für wandgebundene Begrünungssysteme abgeschätzt werden können. Hierzu wird für jedes System ein gesamter Lebenszyklus von der Errichtung über die Nutzung bis zur schlussendlichen Entsorgung betrachtet. Aufgrund der fehlenden Messbarkeit und quantitativen Bewertbarkeit vieler positiver Auswirkungen von Gebäudebegrünung kann derzeit kein ganzheitliches Modell vorgezeigt werden, sondern lediglich der entwickelte, leicht erweiterbare Ansatz zur ökonomischen Bewertung präsentiert werden. Dank dieses Modells konnten bereits wertvolle Erkenntnisse zur Systemoptimierung erlangt werden und Anknüpfungspunkte für weitere Bewertungsmöglichkeiten definiert werden.

Approaches to the economic valuation of living wall systems.
Vertical greening can make a significant contribution to sustainable urban development. Greening can not only improve the building-physical properties of buildings and contribute to improving air quality as a pollutant filter, but can also have a major impact on the people affected. A greening measure to be carried out as part of an existing renovation or a new construction is highly dependent on the costs incurred and the potential benefits. The aim of the research carried out is to develop a basic model with which the costs and benefits for wall-based greening systems can subsequently be estimated on an object-related basis. For this purpose, an entire life cycle is considered for each system, from installation through use to final disposal. Due to the lack of measurability and quantitative evaluability of many positive effects of building greenery, no holistic model can currently be presented, but only the developed, easily extensible approach to economic evaluation can be shown. Thanks to this model, it has already been possible to gain valuable insights into system optimisation and to define starting points for further evaluation options.

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Zur Fernversorgung des Hörfunks werden üblicherweise Kurzwellenantennen eingesetzt. Beschrieben wird der Entwurf einer drehbaren Kurzwellenantenne, deren Besonderheit in der Ausführung mit starren Dipolen aus feuerverzinkten Stahlrohren liegt. Besondere Aufmerksamkeit mußte auf die konstruktive Detailausbildung gelegt werden, da hierbei die Anforderungen der Hochfrequenz zu berücksichtigen waren. Eingegangen wird auch auf die Anforderungen an die Antriebstechnik und auf den Einsatz eines zentralen Drehmomentlagers. Zur Bestimmung des aerodynamischen Kraftbeiwertes der Dipol-Tragkonstruktion werden die Ergebnisse der Windkanalversuche gezeigt.

No Abstract.

Ingenieurbauten des Bundesfernstraßenbereichs sind aufgrund ihrer Exposition an vielen Stellen besonders betroffen von Graffiti. Graffitischmierer nehmen hierbei keine Rücksicht auf die Art der Substratmaterialien, und besonders poröse Untergründe bereiten Schwierigkeiten bei der Reinigung. Um Baustoffoberflächen besser zu schützen und von Graffiti leichter reinigen zu können, wurden in den vergangen Jahren spezielle Prophylaxesysteme (Anti-Graffiti-Systeme, AGS) entwickelten. Für die Beurteilung der Funktionalität und Verwendbarkeit dieser Anti-Graffiti-Systeme wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) eine neue Technische Prüfvorschrift und Technische Lieferbedingungen (TP/TL AGS-Beton) erarbeitet. Die TP/TL AGS-Beton gilt hierbei nur für die Beurteilung von AGS auf Betonuntergründen. In einer Forschungsstudie wurde untersucht, inwieweit die vorhandene Prüfvorschrift für Betonsubstrate auch auf andere Untergründe, z. B. Naturstein oder Klinker, angewendet werden kann. Weiterhin wurde untersucht, welche Faktoren eine Rolle bei der Reinigung von mit AGS behandelten verschiedenen Substraten spielen.

Anti-graffiti systems on masonry in the scope of the Federal Motorway System.
Engineering structures of the Federal Motorway System are in particular vulnerable for graffiti smearing due to their location and exposition. Graffitists do not care about the type of substrate material. In particular porous materials cause great difficulties in the removal of graffiti. In order to protect construction material surfaces and to aid the cleaning from graffiti, anti-graffiti systems (AGS) were developed in recent years. A new method for testing the cleaning efficacy and the durability of AGS was initiated by BASt together with technical delivery guidelines. However, the testing method and the delivery guidelines are designed for concrete surfaces. A scientific study investigated if the new testing method can be applied to other substrates as well, in particular to masonry or cladding of stone or brick. Additional factors influencing the cleaning efficacy of different substrates were analyzed.

Costs for installation and maintenance of protective structures are increasing while alpine hazards progressively threaten alpine communities, infrastructure and economics. Thus, reliable process-based anticipation and early warning strategies offer a cost-effective and smart solution for alpine societies in the near future. However, only few comprehensive pre-failure observations of alpine rock slopes have been reported so far. This paper demonstrates pre-failure observations of a rapidly deforming rock mass (potentially 260,000 m3) at the Hochvogel (Allgäu Alps, 2,592 m a.s.l.) and a geotechnical monitoring and warning concept. This is implemented in the complementary multi-method approach of the AlpSenseBench project and the basis for an effective and reliable early warning system. Since 2014, overall displacement rates in the range of 2 to 10 mm/month in the main decametre deep fracture are observed. It is expected that predictive acceleration patterns will appear in the final pre-failure stage. A detailed knowledge of multiple anticipative signals in correlation with accelerating rock slope deformations will contribute to an advance in accuracy and reliability of rock slide early warning.

Antizipation eines bevorstehenden Felssturzes am Hochvogel (Allgäuer Alpen)
Die Kosten für Installation und Wartung von Schutzbauten steigen; gleichzeitig werden alpine Gemeinden, Infrastruktur und Wirtschaft zunehmend durch Naturgefahren beeinflusst. Zuverlässige Frühwarn- und Antizipationsstrategien, die auf dem Verständnis der Prozessdynamiken basieren, sind daher eine kosteneffiziente und smarte Lösung in absehbarer Zukunft. Umfassende Beobachtungen von alpinen Felshängen vor deren Versagen sind kaum vorhanden. Dieser Artikel beschreibt ein sich vorbereitendes Felsversagen (potenziell 260.000 m3) am Hochvogel (Allgäuer Alpen, 2.592 m) sowie ein geotechnisches Überwachungs- und Warnkonzept. Dieses ist Teil des Multimethoden-Ansatzes des AlpSenseBench-Projekts und die Basis für ein effektives und zuverlässiges Frühwarnsystem. Seit 2014 werden mittlere Verschiebungsraten von 2 bis 10 mm/Monat im meterweit geöffneten Hauptspalt gemessen. Das Einsetzen einer prädiktiven Beschleunigung in der finalen Phase vor dem Versagen ist zu erwarten. Die detaillierte Kenntnis multipler antizipativer Signale in Korrelation mit beschleunigten Felsdeformationen leistet einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung von Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Felssturz-Frühwarnsystemen.