In Biogasanlagen werden organische Stoffe unter Anwendung von Gärprozessen natürlichen Ursprungs abgebaut. Dabei entsteht als wesentliches Gärprodukt das Biogas, das aus Methan, Kohlendioxid und Spurengasen besteht. Für die energetische Nutzung des Biogases ist ein Ausgleich der unterschiedlichen zeitlichen Verläufe von Gaserzeugung und Gasverwertung erforderlich. Zu diesem Zweck werden nahezu drucklose, volumetrische Gasspeicher aus technischen Membranen verwendet. Als Membranmaterial kommen technische Textilien auf Polyesterbasis sowie Folienwerkstoffe aus PE, PP oder EPDM zur Anwendung. Die heute vorherrschenden Bauarten sind aus Konzepten entwickelt worden, die auf empirischer Grundlage in der Landwirtschaft entwickelt wurden. Daraus sind funktionale und formale Unvollkommenheiten tradiert worden, die unter heutigen Anforderungen nicht mehr akzeptabel sind. Der Bericht zeigt exemplarisch konzeptbedingte Schwächen auf und liefert damit Hinweise auf den anstehenden Entwicklungsbedarf unter Anwendung aktueller Regelwerke und funktionaler Anforderungen.

Technical membranes in application on biogas-plants as light structure and for gas-storage
Biogas-plants are used for anaerobic digestion of organic material. The main product of the digestion-process is the biogas, which consists of methane, carbon dioxide and a few trace gases. It is necessary to compensate the different trends of gas-production and gas using to exploit the energy content of the biogas. For that technical membranes are used as gas-storage-tanks with variable content at almost normal pressure. The membranes may made of technical textiles of polyester or foils of PE, PP or EPDM. The main today types of gas-storage-tanks dated from concepts, which are developed in the agricultural sector in the 1980s. That causes traded functional and formal imperfection of the storage-systems, which is no longer acceptable under today's requirements. This report demonstrates exemplary the failings of the old concepts and points to upcoming needs of changes considering actual regulations and functional requirements.

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Ähnlich dem Verfahren der Verbundbauweise Beton-Stahl können auch Holz-Verbundquerschnitte mit einem Bezugselastizitätsmodul rechnerisch erfasst und entsprechende Nachweise durch Multiplikation mit dem Verhältnis der E-Moduli geführt werden.

Hubinseln mit teleskopartig ausfahrbaren Beinen für die Baugrunderkundung im off-shore Einsatz

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Während eines Erdbebens treten Bodenbeschleunigungen veränderlicher Größe in einer im Zeitverlauf veränderlichen Richtung auf. Um das Verhalten von Stahlbetonstützen unter derartigen wechselnden Beanspruchungen analysieren zu können, wird ein Fasermodell zur Beschreibung des nichtlinearen Querschnittsverhaltens vorgestellt. Der Einfluß veränderlicher Biegebeanspruchungsrichtungen sowie einer in der Größe schwankenden Normalkraft auf das Tragverhalten wird anhand von Beispielrechnungen erläutert. Zur Quantifizierung der erdbebeninduzierten Schädigung eines Tragwerks wird das Schädigungsmodell DQ entsprechend modifiziert.

Nach EC 2 kann das nichtlineare Verhalten von Stahlbetondurchlaufträgern zum einen durch eine begrenzte Momentenumlagerung im Anschluß an eine linear-elastische Schnittgrößenberechnung berücksichtigt werden, zum anderen sind auch nichtlineare Berechnungsansätze sowie Verfahren nach der Plastizitätstheorie zulässig. Im Beitrag wird eine Möglichkeit vorgestellt, nach der der Grenzlastfaktor und die Schnittgrößen im Grenzzustand der Tragfähigkeit auf der Grundlage des Fließgelenkverfahrens ermittelt werden können. Die hierfür erforderliche Modellierung nichtlinearer Momenten-Krümmungs-Beziehungen auf Querschnittsebene wird erläutert. Weiter wird gezeigt, wie sich über eine Umordnung der Bewehrung die Betonstahlmenge des Gesamttragwerks vermindern läßt.

The Lyon-Turin high-speed rail project includes a 57.5 km long twin-tube base tunnel. The design uses data collected from four exploratory tunnels, three in France, completed in 2010, and one in Italy, named “La Maddalena”. Excavation of this 7 km long Italian exploration tunnel was completed in February 2017 using a 6.3 m diameter main beam TBM under exceptionally high overburden of more than 2,000 m under the Ambin mountain slopes, where mild rockbursts were systematically experienced along nearly half of the alignment. The TBM excavated through gneiss and mica schists. Intercepted water inflows were lower than expected in the design phase, with temperature and chemical composition giving useful information. This exploration tunnel is the subject of the present paper.

A big challenge for energy savings performance contracting projects is the transparent and reliable determination of the energy consumption before and after retrofitting. This process, the so called “measurement and verification” (M&V) process, can be performed by means of calibrating simulation models with measured data, e.g. the energy bill data. There are guidelines for reporting and conducting this procedure. According to reports from case studies, it seems that they are carried out using several different approaches. The main goal of this work is to develop a consistent, practical approach for the M&V process. The approach supports visual inspection methods, parametric studies, and optimization methods. The visual inspection method can help to understand characteristics of a specific building depending on an input parameter change via graphs. However, the visual inspection method requires an extensive effort for this trial and error process and it is strongly dependent upon the users’ experience. The automated parametric study can be applied both for calibration and sensitivity analysis of uncertain parameters. The big challenge for the practical use is the need for automating the process due to an enormous number of simulation cases and the required skills in applied statistics. Optimization algorithms quickly provide the user with a quantitatively best solution. However, they do not analyze the actual problems and therefore do not contribute to an understanding of the system under consideration. Furthermore, results should be examined carefully because the optimization may produce mathematically correct but physically meaningless results. Due to the present advantages and disadvantages of these methods, a calibration tool including all three methods would be desirable in order to predict the impact of energy efficient retrofitting projects.

Methodologische Herangehensweise für die Kalibrierung von Gebäudesimulationsmodellen im “Measurement M&V Verification“-Prozess.
Eine große Herausforderung bei Energiespar-Contracting-Projekten ist die transparente und zuverlässige Bestimmung der Energieeinsparung vor und nach der Sanierung. Der sogenannte “Measurement & Verification“ (M&V)-Prozess kann mittels der Kalibrierung von Simulationsmodellen mit gemessenen Daten, z. B. den Berechnungsdaten von Energieversorgern, durchgeführt werden. Es gibt mehrere Leitfäden für die Vorgehensweise bei solchen M&V-Prozessen, Projektberichten von Fallstudien zufolge wird die Kalibrierung der Gebäudesimulationsmodelle jedoch mit recht unterschiedlichen Ansätzen bewerkstelligt. Ziel dieser Arbeit ist es, einen einheitlichen, praxistauglichen methodischen Ansatz für den M&V-Prozess zu entwickeln. In dem hier vorgestellten neuen Ansatz können sowohl Methoden der visuellen Untersuchung, parametrische Studien als auch Optimierungsverfahren angewendet werden. Die Methoden der visuellen Untersuchung können in erster Linie dazu beitragen, Eigenschaften eines bestimmten Gebäudes zu verstehen. Der große Nachteil dabei ist, dass sie auf einer “Trial and Error“-Vorgehensweise beruht. Somit ist sie mit hohem Zeitaufwand verbunden und die Qualität des Ergebnisses hängt stark von der durchführenden Person ab. Automatisierte parametrische Studien werden bislang in erster Linie für Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Eine Übertragung dieser Methode auf die Modellkalibrierung erscheint jedoch im genannten Kontext vielversprechend. Die große Herausforderung für eine praktische Anwendung ist hierbei, einen hohen Automatisierungsgrad zu erreichen, da eine sehr große Anzahl von Simulationsfällen ausgewertet werden muss. Darüber hinaus erfordert sie vom Anwender vertiefte Fachkompetenzen im Bereich Statistik. Optimierungsverfahren erlauben es, schnell zu quantitativ besseren Lösungen zu gelangen. Deren Nachteil ist jedoch, dass sie keine Analyse des Systems vornehmen und dadurch kaum zu einem besseren Systemverständnis beitragen. Zudem sollten die Ergebnisse eines Optimierungsprozesses sorgfältig geprüft werden, da daraus zwar mathematisch korrekte, aber unter Umständen physikalisch bedeutungslose Systemvarianten resultieren können. Aufgrund der bekannten Vor- und Nachteile dieser Methoden wäre ein Kalibrierungswerkzeug wünschenswert, welches alle drei Verfahren in der Praxis nutzbar macht, um die Wirkung energieeffizienter Sanierungsprojekte besser vorhersagen zu können.

Brazilian structural concrete and clay block masonry construction shares many common features with construction all over the world: blocks of a similar shape are bedded in mortar, vertical and horizontal reinforcement is placed in grouted cells, engineering analysis and design follows universal principles and local design codes mimic those adopted elsewhere. However, loadbearing masonry construction in Brazil has become one of the most preferred high-rise building systems due to its cost-effectiveness and ease of construction compared to normal reinforced concrete solutions. This paper provides an overview of loadbearing masonry building in Brazil, including case studies on notable high-rise masonry structures, with an overview of how Brazilian materials, codes and practices differ from the rest of the world. Finally, the paper explains how the use of high-strength units assists the growing demand for taller and taller buildings and provides insight into why owners and general contractors often prefer to use structural masonry.

Zur Bestimmung der Umlagerungsgrößen im Beton in der Zeit t wurden aufgrund der Theorie des Viskoelastischen Körpers für das Kriechen des Betons zwei Volterra-Integralgleichungen zweiter Art abgeleitet. Für die Lösung dieser Gleichungen wird eine numerische Methode vorgeschlagen, die Trapez-Quadratur ausnutzt. Die Anwendung wird an einem Beispiel gezeigt,

Zur Bestimmung der Umlagerungsgrößen in Holz in der Zeit wurde nach der Theorie des viskoelastischen Körpers für das Kriechen des Holzes eine Volterra-Integralgleichung der zweiten Art abgeleitet. Für die Lösung dieser Gleichungen wird eine analytische Methode vorgeschlagen, die Laplacesche Transformationen ausnützt. Die Anwendung wird an einem Beispiel gezeigt.

Es werden verschiedene Ausbildungen der Fuge zwischen Fertigteilplattendecken zur Ausbildung als Deckenscheiben nach DIN 1045 beschreiben und die Ergebnisse von Labor- und theoretischen Untersuchungen diskutiert.

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Die Rheinbrücke Leverkusen wurde 1965 in Betrieb genommen, die Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp 5 Jahre später. Beides sind Mittelträger-Schrägseilbrücken mit orthotroper Fahrbahnplatte. Die Brücken sind geschweißte Konstruktionen, die Montagestöße der Rheinbrücke Leverkusen sind weitgehend genietet, die Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp ist eine der ersten komplett geschweißten Stahlbrücken in Deutschland. Bei beiden Brücken beträgt die Verkehrsbeanspruchung über 100 000 Kfz/d, mit einem großen Anteil von Schwerverkehr (mehr als 10 %). Die Schadensentwicklung bei beiden Brücken betraf in den letzten ca. 5 Jahren nicht nur den Bereich der Fahrbahnplatte, sondern es wurden auch massive Schäden im Quer- und Haupttragsystem der Brücke entdeckt. Der Beitrag beschreibt die Schäden, die getroffenen Sicherungs- und Instandsetzungsmaßnahem und versucht, erste Schlussfolgerungen zu ziehen.

Repair Methods and safeguarding measures for the bridge over the Rhine near Leverkusen and Duisburg-Neuenkamp - a first report (part 1).
The bridge over the Rhine near Leverkusen was finished 1965, five vears later the bridge over the Rhine near Duisburg-Neuenkamp goes under traffic. Both bridges are cabled-stayed bridges and constructed as steel girder bridges with orthotropic bridge decks. The bridges are mainly welded, the bridge over the Rhine near Leverkusen has riveted connections on the building sites, the bridge over the Rhine near Duisburg-Neuenkamp is one of the first completely welded bridges in Germany.
More than 100 000 vehicles per day passed the bridge, with a portion of more than 10 % heavy lorries. In the last 5 years damages occurred not only in the area of the orthotropic bridge deck but also in the cross sections and in the main structures. The following contribution describes the damages, the safeguarding measures, the repair methods and presents first conclusions.

Über die Berechnung des frei auskragenden Bohlträgerverbaus mit einer festen horizontalen Stützung z.B. durch den Stahlbetonfussboden.

Die Bestimmung der Einbindetiefen von einfach abgestützten Trägerbohlwänden mit Hilfe von Bemessungsdiagrammen.

In the Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry, as well as in the tunnelling domain, inter-company processes between partners in different roles in large-scale construction projects still exhibit great potential towards digitalisation. Thereby, information should be seamlessly shared between partners according to the Building Information Modelling (BIM) paradigm. Today, different types of artefacts (e.g., models, plans, documents, etc.) are shared at different points in time, which differ in terms of requirements, information content, as well as data formats. In this article, we extend and prototypically implement the concept of Data Drops to provide those artefacts in a digitalised form via a shared Data Drop management platform. For this purpose, we have developed a formal, well-defined indexed data structure on a metadata level. This not only facilitates traceability, but also enables searching for specific meta-information and provides a common view on Data Drops. In addition, a networked view between different drops can be provided. The approach is being evaluated on the use case of a real tunnel construction project.

Data Drops im Tunnelbau
In der AEC-Branche (Architektur, Ingenieur- und Bauwesen) wie auch im Tunnelbau haben unternehmensübergreifende Prozesse zwischen Partnern in unterschiedlichen Rollen bei großen Bauprojekten nach wie vor ein großes Potenzial hinsichtlich der Digitalisierung. Dabei sollen Informationen nach dem Building Information Modelling (BIM)-Paradigma nahtlos zwischen den Partnern ausgetauscht werden können. Heute werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten verschiedene Arten von Artefakten (z. B. Modelle, Pläne, Dokumente, etc.) ausgetauscht, die sich in Bezug auf Anforderungen, Informationsgehalt und Datenformate unterscheiden. In diesem Beitrag wird das Konzept der Data Drops erweitert und prototypisch implementiert, um diese Artefakte in digitalisierter Form mittels einer Data Drop Managementplattform zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck entwickeln wir eine formal wohldefinierte indexierte Datenstruktur auf Metadatenebene. Dies ermöglicht die Nachvollziehbarkeit, Auffindbarkeit sowie eine gemeinsame Sicht auf die Data Drops. Zusätzlich kann auch eine vernetzte Sicht zwischen verschiedenen Drops bereitgestellt werden. Dieser Ansatz wird am Anwendungsfall eines realen Tunnelbauprojekts evaluiert.

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Various modern and innovative methods are being used to construct the Lower Inn Valley railway, about 40 km of new two-track line as the northern approach route for the future Brenner Base Tunnel, and work is currently well advanced. The client, the Brenner Eisenbahn Gesellschaft (Brenner Railway Company) (BEG), a subsidiary of the ÖBB Infrastruktur Bau AG, pays great attention to occupational health and safety. This duty is undertaken by design and construction coordinators appointed in line with the Construction Coordination Law - BauKG. The multitude of individual and very large construction and equipment contracts and the works spread over many years with countless specialist companies (e.g. construction, track work, electrical and safety equipment) and the number of contracted employers represent a particular challenge for health and safety management.

Für die unter Anwendung verschiedener moderner und innovativer Baumethoden errichtete bzw. noch in Bau befindliche zweigleisige, ca. 40 km lange Neubaustrecke der Unterinntalbahntrasse als nördliche Zulaufstrecke zum zukünftigen Brenner-Basistunnel, wurde bzw. wird vom Auftraggeber, der in der ÖBB Infrastruktur Bau AG eingegliederten Brenner Eisenbahn Gesellschaft (BEG), besonderes Augenmerk auf den Arbeitnehmerschutz gelegt. Diese Aufgabe wird von beauftragten Planungs- und Baustellenkoordinatoren gemäß Bauarbeitenkoordinationsgesetz - BauKG wahrgenommen. Die vielen einzelnen und sehr großen Haupt- und Ausrüstungsbaulose und die über mehrere Jahre dauernden Bauarbeiten mit den zahlreichen unterschiedlichen Gewerken (z.B. Bau, Gleisbau, Elektro- und Sicherungstechnik) sowie die zahlreich beauftragten Arbeitgeber stellen eine besondere Herausforderung an den Arbeitnehmerschutz dar.

Vorgestellt wird ein Lastmodell, das die Berechnung wirklichkeitsnaher Werte der Seitenbelastung von Kranbahnen gestattet. Es beinhaltet sowohl die Berechnung der probabilistischen Charakteristika der Belastung aus Kranschräglauf (Modell: stationärer Gauß-Prozeß) und Katzbremsen (Modell: gefilterter Poisson-Prozeß) als auch die Berechnung der extremen Seitenbelastung während ihrer Nutzungsdauer.

Unter Nutzung des FE-Programms ABAQUS wird der Einfluß von herstellungsbedingten Schweißeigenspannungen und Unebenheiten auf das Tragverhalten von I-Biegeträgern mit schlankem Steg parametrisch untersucht. Eigenspannungen werden dabei vereinfacht betrachtet. Zusätzlich ist mit einer genaueren Methode, die die Kausalkette "Temperaturfeld - Eigenspannungen - Traglast" beinhaltet, nachgewiesen worden, daß die Ergebnisse der vereinfachten Methode stimmen. Im Unterschied zu den bisher durchgeführten Studien von Rangelov werden auch die Verformungszuwächse nach Aufbringen der Eigenspannungen sowie die Eigenspannungsumlagerungen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, daß Traglastabschläge von ca. 4 % bei h/50 gegenüber EC 3 in Kauf zu nehmen sind. Die im EC 3 (Winter-Kurve) angegebene Toleranzgrenze ist h/250.

Die Vorhersage von Schädigungszuständen bei zyklischer Beanspruchung ist eine der aktuellen Aufgaben der Stahlbauforschung. An der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus wurde untersucht, ob sich dazu die Spannungsanalyse mit Hilfe des Infrarotmeßverfahrens (Thermovision) eignet. Drei zyklisch beanspruchte Bauteile (gelochter Zugstab, ausgeklinkter Walzträger und Vollwandträger mit dünnem Steg) mit besonderer Rißgefährdung wurden mit Hilfe der Thermovision beobachtet. Diese ermöglichte einen schnellen Überblick über die Hauptspannungsverteilung im Bauteil, die Entdeckung von Spannungskonzentrationen und die Beobachtung des Versagensmechanismus. Die Versuchsergebnisse aus den Infrarotmessungen wurden denen aus herkömmlichen DMS-Messungen und FEM-Berechnungen gegenübergestellt.

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