Following a rockslide in a former quarry near the town of Dürnstein/Wachau, extensive remedial measures were necessary to restore the damaged rail infrastructure and ensure long term safety. To provide for safe working conditions during the phase of construction of additional protection measures, a geotechnical risk management system based on the observational method per EC 7 was developed and implemented. Geotechnical monitoring was a key safety management element. The paper discusses the specific challenges, practical approaches and general experiences associated with the use of the observational method for the monitoring of cliff faces.
Nach einem Felssturz in einem ehemaligen Steinbruchgelände nahe der Ortschaft Dürnstein/ Wachau waren umfangreiche Maßnahmen zur Wiederherstellung und langfristigen Sicherung der stark beschädigten Bahnlinie erforderlich. Um während der Sanierungsphase die Sicherheit gewährleisten zu können, wurde ein Risikomanagement in Anlehnung an die Beobachtungsmethode nach EC 7 geplant und umgesetzt. Zentraler Bestandteil des Sicherheitsmanagementplans waren geotechnische Messungen.
Der vorliegende Beitrag berichtet über die speziellen Herausforderungen, konkreten Problemlösungsansätze und allgemeinen Erfahrungen bei der Anwendung der Beobachtungsmethode zur Überwachung von Felswänden.

Im Mai 2011 hat das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) die “Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand” (Nachrechnungsrichtlinie) bekannt gegeben. Unmittelbar darauf wurden in Bayern im Rahmen einer Pilotprojektphase verschiedene Straßenbrücken unter Zugrundelegung dieser Richtlinie nachgerechnet - darunter auch die Donaubrücke bei Ingolstadt im Zuge der BAB A9. Bei der Nachrechnung dieser 1976 errichteten Spannbetonbrücke mit Hohlkastenquerschnitt zeigten sich nach Stufe 1 und auch noch nach Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie erhebliche rechnerische Defizite vor allem im Bereich des Anschlusses der Druckgurte in den Stützbereichen an die Stege. Durch die kombinierte Anwendung von physikalisch nichtlinearen Rechenverfahren und ergänzenden Bauwerksuntersuchungen konnten in Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie letztlich alle Nachweise ohne Einschränkungen erbracht und daher auf verkehrsbeschränkende oder Verstärkungsmaßnahmen verzichtet werden. Im Rahmen des Beitrags werden die Vorgehensweise und die wesentlichen Ergebnisse der durchgeführten Berechnungen zusammengefasst. Abschließend werden die an der Donaubrücke Ingolstadt gewonnenen Erkenntnisse mit Ergebnissen eines aktuellen Forschungsvorhabens verglichen, das sich mit der systematischen Analyse von bisher durchgeführten Nachrechnungen von Massivbrücken befasst.

Assessment and re-analysis of the BAB A9 Danube bridge Ingolstadt
In May 2011 the new guideline “Nachrechnungsrichtlinie” (standard for bridge re-analysis and assessment) was recommended for application by the Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development. Since then several pilot projects have been launched in Bavaria aiming on the re-analysis of different types of major road bridges based on the assessment guideline. One of these bridges is the BAB A9 Danube PC box girder bridge next to Ingolstadt. Upon completion of the re-analyses according to the so-called levels 1 and 2 of the guideline there were still severe calculatory deficits particularly regarding the connection zones of the compression flanges and webs close to the supports. By using a 3D FE model and physically non-linear analysis methods combined with in-situ investigations (i.e. level 4 of the guideline) it was finally possible to fulfill all design criteria and hence to avoid both traffic restrictions as well as strengthening measures. The present paper describes the general assessment approach and highlights important findings and results of the non-linear analyses. Finally, the Danube Bridge results are discussed with the background of a current research project focusing on a systematic evaluation of available re-analyses of RC/PC bridges performed on the basis of the new assessment guideline.

Bei der 1950 in Ulm über die Donau errichteten Gänstorbrücke handelt es sich um eine der ältesten Spannbetonbrücken in Deutschland. Bereits bei Untersuchungen in den 1980er Jahren zeigte sich, dass Spanngliedhüllrohre unvollständig verpresst wurden, der Spannstahl Korrosionserscheinungen aufweist und lokal Chlorideintragungen in den Beton stattgefunden haben. Im Jahr 2018 wurden bei umfangreichen Bauwerksuntersuchungen erhebliche standsicherheitsrelevante Korrosionsschäden an Spanngliedern vorgefunden. Da eine vollumfängliche Zustandsprüfung aufgrund der großen Anzahl an Spanngliedern nicht mit vertretbarem Aufwand möglich ist und nicht ausgeschlossen werden kann, dass sich der Bauwerkszustand bis zur Realisierung eines Ersatzneubaus weiter verschlechtert, wurde ein Monitoringsystem installiert. Zur Kalibrierung des Messsystems und zur Festlegung von Warn- und Alarmwerten wurde eine Probebelastung mit definierten Verkehrslasten durchgeführt. Die Vorgehensweise bei den Untersuchungen, die Konzeptionierung der Probebelastung und des Monitoringsystems sowie wesentliche Ergebnisse werden im Rahmen des vorliegenden Beitrags vorgestellt.

The Gänstor Bridge in Ulm - Inspection, structural reanalysis, load test and bridge monitoring
The Gänstor Bridge across the Danube in Ulm, built in 1950, is one of the oldest post-tensioned concrete bridges in Germany. Already in the 1980s profound inspections of the bridge have shown that tendon ducts are grouted incompletely, tendons show signs of corrosion and concrete is locally loaded with chlorides. During extensive inspections of the structure in 2018 significant and systematic corrosion damages on tendons have been detected reducing the structural safety of the bridge. Since a complete check of all tendons is not possible with reasonable effort and a deterioration of the structural condition cannot be excluded until the bridge is replaced, a bridge monitoring system was installed. For the calibration of the measurement systems and the definition of limits for warning or alarm a load test with defined traffic loads was performed. This article presents the procedure of the evaluations, the concept of the test loading and the monitoring system as well as essential findings.

Unserem geschätzten Lehrer Herrn em. Univ.-Prof. Richard Greiner zur Vollendung seines 80. Lebensjahres gewidmet.
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Studie vorgestellt, welche die Auswirkungen der im Normentwurf zur 2. Generation der EN 1993-1-1 eingeführten Neuerungen des Biegedrillknicknachweises von Trägern mit I- und H-Querschnitt auf die Regelungen zur Bestimmung der erforderlichen Drehbettung zur Vermeidung des Biegedrillknickens untersuchte. Es werden zunächst die Hintergründe der bestehenden und neuen Regelungen gemeinsam mit bisherigen Vorschlägen zur Anpassung der Definition der Mindest-Drehbettung diskutiert. Anhand theoretischer Überlegungen sowie numerischer Berechnungen der realitätsnahen Tragfähigkeit drehgebetteter Stäbe wird gezeigt, dass die neuen Regelungen für das Biegedrillknicken in prEN1993-1-1 zu sehr präzisen Vorhersagen der Tragfähigkeit drehgebetteter Stäbe führen, solange die Drehbettung auch in der Bestimmung der Schlankheit für Biegedrillknicken berücksichtigt wird. Zudem wird gezeigt, dass die bisher gültigen und im Nationalen Anhang der DIN EN 1993-1-1 enthaltenen Festlegungen zur Mindest-Drehbettung zur Vermeidung von Biegedrillknicken ebenfalls für die Praxis ausreichend genau sind und in keinem Widerspruch zu den neu eingeführten Regelungen zum Biegedrillknicken stehen. Von der in prEN1993-1-1, Anhang D geplanten Verschärfung der Regelungen zur erforderlichen Mindest-Drehbettung kann demnach abgesehen werden.

Lateral torsional buckling of girders with rotational restraints - influence and application of the new rules in prEN1993-1-1:2020
This paper presents the results of a study that investigated the effects of the innovations introduced in the draft standard for the 2nd generation of EN 1993-1-1 for the lateral-torsional buckling (LTB) verification of beams with I and H cross-sections on the regulations for the calculation of the minimum stiffness of a rotational restraint to avoid LTB. In the first part of the paper, the background of the existing and new regulations is discussed together with previous proposals for adapting the definition of the minimum rotation bedding. Then, based on theoretical considerations and numerical calculations of the realistic load-bearing capacity of rotationally restrained beams, it is shown that the new regulations for LTB in prEN1993-1-1 lead to very precise predictions of the load-bearing capacity of rotationally restrained girders and beams, provided that rotational stiffness is also taken into account in the determination of the corresponding slenderness for LTB. In addition, it is shown that the currently valid specifications for the minimum rotational stiffness contained in the National Annex of DIN EN 1993-1-1 are also sufficiently accurate for practical use and do not contradict the newly introduced regulations for torsional buckling. The planned tightening of the regulations on the minimum rotational stiffness in prEN 1993-1-1, Annex D are thus shown to be unnecessary.

Nominated for the Bernt Johansson Outstanding Paper Awards at Nordic Steel 2019
The growing popularity of high-strength steel grades leads to the need for more accurate design specifications, with the aim of fully exploiting the material benefits and creating economic advantages. According to Eurocode 3, the maximum rotational capacity of a section is limited and linked to the definition of cross-sectional classes. For class 1, the rotational limit &thgr; is assumed to be “infinite”, whereas it drops significantly for classes 2 and 3 to a maximum rotation of &phgr;pl and &phgr;el, respectively. In reality, despite their lower hardening capacity and ultimate strains, high-strength steel sections exhibit a non-negligible rotational capacity that exceeds these code predictions, which were developed for mild steel and with a level of analysis in mind that is suitable for hand calculations. In order to achieve greater use of high-strength steel sections, it is thus very important to understand and be able to predict a section's deformation and rotational capacity more accurately, with the aim of implementing the findings in tools for advanced, FEM-based design by analysis (DbA) approaches. As an initial step in this direction, this paper shows the results from numerical calculations of the rotational capacity of HSS rectangular hollow sections. The numerical results were calibrated against laboratory tests. Consequently, different rectangular cross-section dimensions and variations of the steel grade and thickness were chosen and analysed in the ABAQUS finite element software.

Better and simpler possibilities of structural optimization due to increasing computational power but also for reasons of environmental sustainability, the use of materials and their reusability lead to greater acceptance towards more advanced numerically intensive, so-called ‘design by analysis’ methods like geometrically and materially non-linear analyses with imperfections (GMNIA). The general choice of imperfections and their combination in such models, especially for slender cross sections of intermediate length prone to an interaction between a global and local plate buckling, is crucial in terms of the reached load-bearing capacity. Annex C of EN 1993-1-5:2010 makes use of the ‘70 %-rule’ for the combination of imperfection modes and amplitudes. This rule postulates that two GMNIA calculations should be conducted when local and global interactive buckling may be dominant; one with 100 % + 70 % of the maximum specified amplitude in either case. In addition, extended information is provided on the choice and combination of imperfections in the newly introduced and currently available draft of the prEN 1993-1-14:2020 (design assisted by finite element analysis). Although information is provided on how the local and global imperfections should be combined, it is not stated when it is relevant to consider those. Based on conducted GMNIA simulations on SHS/RHS (square and rectangular hollow sections) and I-shaped sections, this article presents general decision support on the choice of equivalent imperfections. On the basis of numerical analysis, the developed flow chart and design routine allow for the decision whether the consideration of the interaction of local and global imperfections is required or not.

Bauabfälle lassen sich im Hinblick auf Energieeinsparungen bei der Verwertung in drei Gruppen einteilen: 1. Asphaltabfälle: Durch seine thermoplastischen Eigenschaften ermöglicht das im Asphaltbruch bzw.-fräsgut vorhandene Altbitumen Einsparungen an neuem Bitumen im Mischgut. Dadurch können erhebliche Energieeinsparungen erreicht werden. 2. Abfälle der mineralisch gebundenen Baustoffe Beton, Kalksandstein, Porenbeton: Zurzeit können keine Energieeinsparungen, die sich aus den Baustoffeigenschaften oder dem Ablauf der Herstellung ergeben, erkannt werden. Subjektive Einflüsse wie sie z. B. aus den Transportentfernungen resultieren, wurden hier nicht betrachtet. 3. Ziegelabfälle und Mauerwerkbruch: Energieeinsparungen gegenüber den Primärbaustoffen sind bei Verwertungen in thermischen Prozessen möglich. Beispiele sind ein partieller Rohstoffersatz bei der Ziegelherstellung oder die Herstellung von leichten Gesteinskörnungen unter Verwendung von Mauerwerkbruch anstelle von Ton.

Energy savings from recycling of construction and demolition waste?
Construction waste can be divided into three groups in terms of energy savings during recycling: 1. Asphalt waste: Due to its thermoplastic properties, the waste bitumen present in broken or milled asphalt allows savings in new bitumen in the mix. This can result in significant energy savings. 2. Waste of the mineral-bound building materials concrete, sand-lime brick, aerated autoclaved concrete: At present, no energy savings resulting from the building material properties or the manufacturing process can be identified. Subjective influences such as those resulting from transport distances were not considered here. 3. Brick waste and masonry rubble: Energy savings compared to primary building materials are possible when the materials are recycled in thermal processes. Examples are the partial raw material substitution in the brick production or the production of lightweight aggregates using masonry rubble instead of clay.

Die Verwertung von Mauerwerkbruch als Rohstoff für die erneute Produktion von Mauersteinen oder anderen Baustoffen erfordert sortenreine Materialfraktionen. Dazu ist der Aufschluss der einzelnen Materialien aus dem Verbundbaustoff erforderlich, um zunächst den gesuchten Wertstoff freizulegen und so die sich anschließende Abtrennung von Fremd- und Störstoffen durch Sortierprozesse zu ermöglichen. Der Aufschluss geschieht i. d. R. durch eine Zerkleinerung. In der vorliegenden Veröffentlichung wird über Zerkleinerungsversuche an Musterwänden berichtet, die aus verschiedenen Wandbaustoffarten bestanden. An den Zerkleinerungsprodukten wurden die erreichte Partikelgrößenreduktion und der Aufschlussgrad untersucht.

Recovery of Homogeneous Building Material Fractions from Masonry Construction.
The application of masonry rubble as raw material for the further production of masonry blocks or other building materials requires homogeneous material fractions. This necessitates disintegration of the individual components of the composite masonry material, so that the recyclable fraction is exposed and can be separated from impurities and contaminants through a further sorting process. Typically, this disintegration is accomplished through crushing. The following paper describes the results of crushing trials undertaken on material from sample masonry walls of differing construction. Investigation of the products of the crushing process considered particle size reduction and the degree of disintegration.

Heterogene und feinkörnige Bauabfälle aus Mauerwerkbruch lassen sich heute nur auf einem sehr geringen Qualitätsniveau verwerten. Um diese Situation zu überwinden, wird deren Verwendung als Ausgangsstoff für die Herstellung von leichten Gesteinskörnungen vorgeschlagen, die ähnlich wie Blähtone und Blähschiefer in einem thermischen Prozess erzeugt werden. Dafür wurde zunächst die grundsätzliche Eignung von Mauerwerkbruch bewertet. Es folgten experimentelle Untersuchungen, in welchen nachgewiesen werden konnte, dass Leichtgranulate mit definierten, einstellbaren Eigenschaften aus Mauerwerkbruch herstellbar sind. Sie sind in ihren Eigenschaften den leichten Gesteinskörnungen aus natürlichen Rohstoffen mindestens ebenbürtig. Die daraus hergestellten, gefügedichten Leichtbetone erzielen durchweg vergleichbare Werte wie die Leichtbetone mit herkömmlichem Blähton. Leichtgranulate aus Mauerwerkbruch stellen ein Produkt dar, dessen Herstellung nahezu ohne Primärrohstoffe auskommt. Das Verfahrensprinzip scheint außerdem prädestiniert für die hochwertige Verwertung auch anderer mineralischer Reststoffe zu sein.

Production of lightweight aggregate from masonry rubble. At present, heterogeneous and fine-grained masonry rubble can only be recycled at very low quality.
To overcome this limitation, the material was employed as feedstock for the production of lightweight aggregates in a thermal process similar to that used in the manufacture of expanded clay and expanded slate. To that end, the fundamental suitability of masonry rubble as a raw material was evaluated. Experiments were carried out which indicated that lightweight granules with defined, modifiable proper-ties on a par with to those of natural-material- based aggregates could be manufactured from masonry rubble. Structural lightweight concretes produced with these secondary aggregates achieved comparable performance to lightweight concretes produced with conventional expanded clay. Lightweight recycled building material aggregates represent a product that hardly requires any primary resources in its manufacture. In principle, the technique also seems to be well suited for high-quality recycling of other mineral waste materials.

In unmittelbarer Nähe zum Brandenburger Tor in Berlin-Mitte wurde im Kreuzungsbereich Unter den Linden/Wilhelmstraße der U-Bahnhof Brandenburger Tor überwiegend in bergmännischer Bauweise im Schutz einer Bodenvereisung erbaut. Die Arbeitsgemeinschaft, bestehend aus Hochtief Construction AG, Berlin, und Max Bögl GmbH & Co. KG, München, erhielt hierzu im Jahr 2005 den Auftrag von den Berliner Verkehrsbetrieben. In einem Alternativkonzept zur Ausschreibung wurden erstmals mit Eis gefüllte Mikrotunnel in das thermische und statische System des Frostkörpers eingebunden. Die Rohbauarbeiten wurden im Sommer 2008 abgeschlossen.

Im Hinblick auf die Verminderung der klimarelevanten CO2-Emissionen in der Zementindustrie kommt der Herstellung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen eine besondere Bedeutung zu. Ein Grund dafür liegt - verglichen mit “traditionellen” CEM IZementen (Portlandzementen) - im energieeffizienteren und ökologischeren Herstellungsverfahren. Aber auch die Dauerhaftigkeit und die Leistungsfähigkeit beim Einsatz in Betonbauwerken sorgen dafür, dass Portlandkompositzemente (CEM II) und Hochofenzemente (CEM III) mittlerweile auch in Deutschland einen Marktanteil von rd. 65% erreichen. Europaweit werden schon seit einigen Jahren nur noch annähernd 30% Portlandzement eingesetzt - bei stetig sinkender Tendenz. Nachfolgend werden die anwendungstechnischen Eigenschaften, die Anwendungsmöglichkeiten sowie die ökologischen Vorteile der bisher in Deutschland eingesetzten Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen dargestellt und anhand von zwei Praxisbeispielen verdeutlicht. Mit Beispielen für die Leistungsfähigkeit neuer Zemente im Beton erfolgt ein Ausblick in mögliche weitere Entwicklungen.

Zur Vermeidung einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Betonbauwerken muss die Empfindlichkeit von Gesteinskörnungen gegenüber Alkalien bekannt sein. Dann können bei reaktiven Gesteinskörnungen vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden. Die Prüfung der Alkaliempfindlichkeit dichter Gesteinskörnungen erfolgte in der Vergangenheit im Betonversuch mit Nebelkammerlagerung (40 °C). Vergleichende Untersuchungen mit einer Lagerung im Außenlager bestätigen, dass reaktive Gesteinkörnungen, die nach Teil 3 der Alkali-Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) zu prüfen sind, in der Laborprüfung identifiziert werden können. Für eine schnelle Beurteilung kann der Betonversuch bei 60 °C über Wasser (60 °C-Betonversuch) als Alternative eingesetzt werden. Seine Eignung wurde in einem Vergleich mit Betonversuchen mit Nebelkammerlagerung (40 °C) bestätigt.
Um Gesteinskörnungen oder Zemente nicht unnötig von der Verwendung auszuschließen und ggf. eine Alkalizufuhr von außen zu simulieren, ist die Prüfung der Eignung einer Betonzusammensetzung in Performance-Prüfungen notwendig. Die Prüfung ermöglicht eine Aussage, ob mit einer konkreten Betonzusammensetzung in Abhängigkeit von der Exposition bzw. Feuchtigkeitsklasse die Gefahr besteht, dass eine schädigende AKR auftritt. Zur Entwicklung eines Performance-Prüfverfahrens wurden im Forschungsinstitut der Zementindustrie (FIZ) u. a. Bohrkerne aus geschädigten und ungeschädigten Betonfahrbahndecken in Betonversuchen mit Nebelkammerlagerung (40 °C) und bei 60 °C über Wasser mit und ohne Alkalizufuhr von außen untersucht.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Aus zahlreichen Forschungsarbeiten ist bekannt, dass sich durch die Zugabe von Stahlfasern die Verformungseigenschaften und der Bruchmechanismus von Beton unter Druckbeanspruchung beeinflussen lassen (u. a. [1-3]). Um zukünftig die Eigenschaften von Stahlfaserbeton bei der Entwicklung robuster druckbeanspruchter Stahlbetonbauteile berücksichtigen zu können, ist ein Ansatz zur Beschreibung der Spannungs-Dehnungs-Linie von Stahlfaserbeton erforderlich. Am iBMB der Technischen Universität Braunschweig wurden experimentelle Untersuchungen durchgeführt, auf Basis derer ein für die praxisüblichen Stahlfasertypen geeigneter Ansatz zur Beschreibung der Spannungs-Dehnungs-Linie von Stahlfaserbeton unter Druckbeanspruchung entwickelt worden ist. Der neuartige Ansatz berücksichtigt die Stahlfasertragwirkung über materialspezifische Kennwerte in Anlehnung an die DAfStb-Richtlinie “Stahlfaserbeton” [4].

Influence of steel fibers on the stress strain relationship of concrete under compression
Numerous research projects have shown that the deformation behavior and the failure characteristics of concrete under compression can be influenced by steel fiber addition (e. g. [1-3]). In order to take the characteristics of steel fiber reinforced concrete into account in the future development of robust compressive loaded building members made of reinforced concrete, an approach to describe the stress strain relationship of steel fiber reinforced concrete is required. On the basis of experimental investigations carried out at the iBMB of the Technical University of Braunschweig an approach to describe the stress strain relationship of steel fiber reinforced concrete under compression has been developed which is suitable for common steel fiber types. The innovative approach describes the steel fiber effect on material-specific parameters according to the DAfStb guideline “Stahlfaserbeton” [4].

Innerhalb eines vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) geförderten ZIM-Projektes (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) wurden am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der Technischen Universität Braunschweig in Kooperation mit der Firma Europoles GmbH & Co. KG sowie dem Stahlwerk Annahütte experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Last-Verformungsverhalten von Schleuderbetonstützen aus hochfester Betonstahlbewehrung und ultrahochfestem Beton durchgeführt. Des Weiteren wurden das Kurz- und Langzeit-Materialverhalten der eingesetzten Hochleistungswerkstoffe untersucht.

Spun concrete columns made of high strength reinforcement and ultra-high performance concrete
Within a ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) research project, founded by the BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie), the load-deformation behavior of spun concrete columns made of high strength reinforcement and ultra-high performance concrete was investigated at the iBMB of the Technische Universität Braunschweig in cooperation with the companies Europoles GmbH & Co. KG and Stahlwerk Annahütte. Furthermore, the short- and long-term material behavior of the used high performance materials was analyzed.

Vorstellung eines Sondierungsverfahrens zur Erkundung von Böden mittels Kernbohrung mit 25-50 mm dicken Sonden.

Es werden die Erfahrungen geschildert, die beim Rammen von Doppel-und Dreifachspundwandbohlen in einem Tonmergelboden mit Kalksteinbänken gemacht wurden.

Im süddeutschen Raum sind viele Kirchen von flachen Putzdecken überspannt. In den vergangenen Jahren kam es vermehrt zu Teilabstürzen an diesen Decken. Konstruktive Mängel bei der Herstellung oder statische Mängel am Tragwerk können Gründe hierfür sein. Darüber hinaus lassen die verwendeten Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften auf einen Alterungsprozess schließen. Um diesen nachzuweisen, wird ein statisches Modell aufgebaut und die Beanspruchung infolge Quellen, Schwinden und Temperaturänderungen als Last aufgebracht. Die Berechnungen zeigen, dass es hierdurch zu Spannungen in der Putzdecke kommt. Durch das Schwinden der Holzlatte entstehen zwischen Holz und Putz nicht aufnehmbare Zugspannungen, sodass es zum Abriss des Putzes von der Latte kommt. Hierbei lösen sich Putzpartikel, die in den Zwischenraum zwischen Holz und Steg fallen. Beim Quellen der Holzlatten entstehen Druckspannungen senkrecht zum Steg. Die Putzpartikel im Zwischenraum behindern das Quellen, wodurch Spaltzugkräfte entstehen, die zu einer Rissbildung führen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei barocken Putzdecken jährlich über einen Zeitraum von ca. 300 Jahren. Es kommt zu einem stetigen Anstieg der Spannungen, sodass von einem Alterungsprozess der Putzlattendecken gesprochen werden kann.

Aging of baroque plaster lath ceilings
In southern Germany, many churches are spanned by flat plaster ceilings. In recent years, there have been an increasing number of partial collapses of these ceilings. Constructional deficiencies during manufacture or static defects in the supporting structure may be the reasons for this. In addition, the materials used with very different properties indicate an ageing process. In order to prove this, a static model is constructed and the deformations due to swelling, shrinkage and temperature changes are applied as a load. The calculations show that this leads to stresses in the plaster corner. The shrinkage of the wooden lath causes tensile stresses between the wood and the plaster that cannot be absorbed, so that the plaster is torn off the lath. This causes plaster particles to come loose and fall into the space between the wood and the lath. When the wooden battens swell, compressive stresses occur perpendicular to the web. The plaster particles in the interstice hinder the swelling, causing splitting tensile forces that lead to the formation of cracks. This process is repeated annually in baroque plaster ceilings over a period of about 300 years. The stresses increase steadily, so that one can speak of an ageing process of the plaster lath ceilings.

Since masonry is one of the oldest and most traditional construction types, corresponding safety concepts are usually based on experience instead of being calibrated by structural reliability methods. For this reason, reliability analyses of masonry structures are needed to check if safety factors should be adjusted. Masonry is a non-homogenous material. Because of that, it is very important to consider the spatial variability of material properties when assessing the reliability of masonry walls. Therefore, it is useful to know if and to what extent spatial variability increases or decreases the reliability of masonry walls and the required safety factors. The influence of spatial variability depends on the length of a wall due to the capability of load redistribution. Also, it is affected by the governing failure mode, which depends on the slenderness of the wall, and can be local compression or stability failure. This paper demonstrates the effect of spatial variability on the load-bearing capacity of masonry walls in terms of mean value, scatter and design value. For this purpose, walls of varying length and slenderness were analysed with and without the consideration of spatial variability by performing Monte Carlo simulations. Based upon that, safety factors were determined which are required to meet the target reliability defined by EN 1990.

Es werden die Zusammenhänge bei der Einwirkung einer Windbö auf einen Turm mit verteilter Masse untersucht und die Verbindung zu dem für den Einmassenschwinger gefundenen Faktor ß für die Stosswirkung hergestellt.

Die Biegeverstärkung von Stahlbetontragwerken mit Carbonbeton wurde in der Vergangenheit bereits umfangreich untersucht und auch in der Praxis schon mehrfach erfolgreich angewendet. Seit 2014 existiert außerdem eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (Z-31.10-182) für die Verstärkung von Stahlbetonbauteilen mit textilbewehrtem Beton. Jedoch haben sich die Carbonbewehrungen in den vergangenen Jahren weiterentwickelt, weshalb im Rahmen des Projekts “C3 - Carbon Concrete Composite” die Übertragbarkeit der bekannten Erkenntnisse auf zwei aktuelle Carbongelege mit unterschiedlichen Tränkungen untersucht wurde. Hierfür wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm mit insgesamt 18 Großbauteilversuchen an der TU Dresden durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt und diskutiert.

Flexural strengthening with carbon reinforced concrete - tests with new carbon reinforcements
The flexural strengthening of reinforced concrete structures with carbon reinforced concrete has already been extensively investigated in the past and successfully applied in practice several times. Since 2014, there has also been a German general building approval (Z-31.10-182) for the strengthening of reinforced concrete with textile reinforced concrete. However, the carbon reinforcements have developed further in recent years, which is why the transferability of the known findings to two current carbon fabrics with different impregnations was investigated within the scope of the project “C3 - Carbon Concrete Composite”. For this purpose, an extensive test program with a total of 18 large component tests was carried out at TU Dresden. The results obtained are presented and discussed in this article.

Software for calculating the internal forces, moments and deflections of sandwich elements with reinforced concrete facings has been developed as part of a research project at Technische Universität Kaiserslautern. Sandwich elements with stiff concrete facings are internally statically indeterminate. Cracking of the concrete facings leads to a redistribution of the internal forces and moments over the length and across the cross-section of the element. This redistribution must be considered in the structural design of such elements.
An existing program for calculating metal-faced sandwich elements was considerably extended by an iterative approach that allows the internal forces and moments to be calculated with the exact stiffness of the cracked facings. This iterative approach and the calculation algorithm behind the new software, called swe2+, are explained in this paper. A verification of the calculation results and a parametric study of a two-span sandwich element are also presented.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Technischen Universität Kaiserslautern wurden Sandwichelemente mit dünnen Deckschichten aus Hochleistungsbeton (HPC) und einem Kern aus extrudiertem Polystyrol (XPS) ausführlich experimentell und rechnerisch untersucht [1]. Die Deckschichten wiesen eine Dicke von 10 bis 20 mm auf und wurden mit dem Kern, der eine Dicke von 120 bis 140 mm hatte, nur über die thermisch geprägte, rautenförmige Oberflächenstruktur der XPS-Dämmplatten verbunden (Bild 1). Das Tragverhalten der Sandwichelemente wurde sowohl experimentell in Biegeversuchen, Scherversuchen und großmaßstäblichen Bauelementversuchen als auch rechnerisch in Parameterstudien mit Finite-Element-(FE)-Software untersucht. Die Dauerhaftigkeit des Verbunds wurde weiterhin in Ermüdungsversuchen, Frost-Tau-Wechselversuchen und Dauerstandsversuchen erforscht. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in dieser Veröffentlichung zusammengefasst. Weiterhin wird ein Nachweiskonzept auf Grundlage der Norm DIN EN 14509 für die Bemessung von Sandwichelementen mit metallischen Deckschichten [2] vorgeschlagen. Die Anwendbarkeit des Nachweiskonzepts wird anhand der Nachrechnung der Versuche dargelegt.

Sandwich elements with facings of high performance concrete and a core of extruded polystyrene foam
As part of a research project at the Technische Universität Kaiserslautern, sandwich elements with thin facings of high performance concrete (HPC) and a core of extruded polystyrene foam (XPS) were experimentally and numerically investigated [1]. The facings featured a thickness of 10 to 20 mm and were bonded with the core with a thickness of 120 to 140 mm by a thermally imprinted, diamond-shaped surface structure of the XPS insulation panels (Figure 1). The load-bearing behaviour of the sandwich elements was investigated experimentally in bending, shear and large-scale element tests as well as numerically by parametric studies with finite element (FE)-software. Furthermore, the durability of the bond was investigated in fatigue tests, freeze-thaw tests and long-term loading tests. The results of the investigations are summarized in this paper. Additionally, a concept for the structural verification on the basis of standard DIN EN 14509 for the design of metal-faced sandwich elements [2] is presented. The applicability of the concept is verified by the calculation of the experiments.

Bei der statischen Berechnung von Stahlrahmen müssen die Schnittgrößen häufig am verformten System ermittelt werden. Für die Berechnung nach Theorie II. Ordnung existieren Programme, die entweder auf einer schrittweisen Lösung beruhen, wobei die Verformungen angenähert werden, oder auf Elementformulierungen, die Verformungen einschließen. Die Iterationsverfahren sind arbeitsaufwendig und FE-Programme bzw. deren Voraussetzungen und Beschränkungen häufig nicht einfach nachzuvollziehen. Ein erweitertes Iterationsverfahren, das auf einer schrittweisen Annäherung der Verformungen mittels eines Rechenprogrammes I. Ordnung beruht, wird vorgestellt. Voraussetzungen, Rechenverfahren und Beschränkungen werden erläutert und ein Beispiel angegeben. Das erweiterte Iterationsverfahren, ermöglicht die Erfassung von Stabkrümmungen und berücksichtigt die Interaktion von H- und V-Lasten vollständig.

Öffnungen in Stahlbetonplatten bewirken eine Umlagerung der Schnittgrößen, die durch Bewehrungszulagen aufgenommen werden müssen. Dies geschieht entweder durch Auswechseln der Bewehrung, durch eine zusätzliche Finite-Element-Berechnung und Bemessung oder durch für in Zug- und Druckgurt getrennte Stabwerkmodelle. Auswechseln oder Bewehrungszulage deckt an den Rändern entstehende Zugkräfte möglicherweise nur unvollständig ab. Finite-Element-Berechnungen sind arbeitsaufwendig und nur bei komplexeren Problemen gerechtfertigt. Die in der Literatur vorgeschlagenen Stabwerkmodelle sind anwendbar, berücksichtigen aber z. B. die Schrägbewehrung an den Ecken der Öffnung nicht. Ein erweitertes Stabwerkmodell wird vorgestellt, das alle auftretenden Zugkräfte aufnimmt und die Schrägbewehrung mit einbezieht. Runde Öffnungen können berücksichtigt werden. Das Modell zeigt für den Zug- und Druckgurt einen Kraftverlauf ähnlich dem in einer gezogenen Scheibe mit einer Öffnung. Vorschläge für die Bewehrungsführung an Öffnungen werden gemacht. Es wird gezeigt, daß das Stabwerkmodell auch für Aussparungen an freien Rändern angewandt werden kann.