Das Gründungssystem “Geokunststoffummantelte Säulen“ (auch GEC Geotextile Encased Columns genannt) für Erdbauwerke auf gering tragfähigen Böden ist in Deutschland nach seiner Einführung vor ca. 15 Jahren mittlerweile Stand der Technik. Die aktuellen Empfehlungen für Bewehrungen aus Geokunststoffen (EBGEO 2010) der DGGT enthalten sowohl die entsprechenden Berechnungs- und Bemessungsverfahren als auch konstruktive und technologische Hinweise. Die praktischen Erfahrungen zeigen jedoch zunehmend, dass gegenüber der Berechnung noch Tragreserven vorliegen. Mittels eines Großversuchs sollten die Grenzzustände und Systemgrenzen weiter untersucht werden. Es wird auf die ersten wichtigsten Ergebnisse und Auswertungen eingegangen sowie mögliche modifizierte Vorgehensweisen bei der Systemberechnung tendenziell aufgezeigt.

Analysis of bearing behaviour and deformations of geotextile encased columns in a large-scale test.
The foundation system Geotextile Encased Columns (GEC) for embankments on soft subsoil started in Germany about 15 years ago and has become state-of-the-art. The recent German Code for design of geosynthetic reinforced soil systems (EBGEO 2010) of the German Geotechnical Society comprises design and dimensioning procedures and provides useful recommendations regarding concepts and construction as well. Based on the permanently increasing practical experience, it seems that the system has higher bearing resources than formally calculated. A 1 : 1 field test was designed “on the edge” in order to provoke a limit state of the system and to identify its “upper limits”. The most important first test results are shown, evaluated and commented and possible tendencies for modifications regarding some design and calculation aspects are explained.

Dieser Beitrag befasst sich mit der nichtlinearen Ermittlung der Spannungszunahme in Spanngliedern aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) in verbundlos vorgespannten Spannbetonträgern. Dafür wird zu Beginn ein Verfahren vorgeschlagen, anhand dessen die Spannungszunahme im Spannglied für jeden Lastschritt, vom Anfangszustand bis zum Bruchzustand, berechnet werden kann. Vom Anfangszustand bis zum Risszustand ist hierbei ein lineares Verfahren und vom Risszustand bis zum Bruchzustand ein iteratives Verfahren zielführend. Anschließend wird dieses Verfahren auf einen hypothetischen Spannbetonträger mit verbundlosen CFK-Litzen angewendet. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden anschließend mit zwei verfügbaren Normen verglichen. Die empirische Spannungszunahme gemäß DIN EN 1992-1-1 (EC2) liegt deutlich unterhalb des in der nichtlinearen Berechnung ermittelten Werts und führt zu einer unwirtschaftlichen Bemessung der kostspieligen Spannglieder. Die Berechnung nach der kanadischen Norm (CAN/CSA-S806-02) hingegen liegt um ca. 20 % oberhalb des Werts aus der eigenen Berechnung. Zuletzt wird im Rahmen einer Parameterstudie der Einfluss aus der Menge an schlaffer Bewehrung und Spannbewehrung auf die Spannungszunahme im CFK-Spannglied untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine höhere Menge an Spannbewehrung die Spannungszunahme im Spannglied reduziert, während eine höhere Menge an schlaffer Bewehrung die Spannungszunahme erhöht.

Nonlinear analysis of the stress increase in the CFRP tendon of a unbonded prestressed beam
This article deals with the nonlinear evaluation of stress increase in unbonded carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) tendon in a post-tensioned beam. For this purpose, a method is proposed to calculate the stress increase in the tendon for each loading step from the initial state to the failure state. This method was in turn divided into two sub-methods, viz. a linear analysis dealing with the phase from initial to the cracking state and a nonlinear (iterative) analysis for the phase from cracking state to the failure. The method was then applied to a hypothetical post-tensioned concrete beam with unbonded CFRP tendon. The results obtained were subsequently compared with specific construction codes. This comparison showed no concordance with that of the empirical values suggested in DIN EN 1992-1-1 (Eurocode 2). The calculation according to the Canadian code (CAN/CSA-S806-02), on the other hand, deviated by approx. 20 % from the calculated value. At the end, a parametric study was conducted to investigate the effects of the amount of passive reinforcement and prestressing reinforcement on the stress increase in the unbonded CFRP tendon. The results showed that a higher amount prestressing reinforcement reduce the stress increase in tendon whereas an increased amount of passive reinforcement increases the stress increase.

This paper describes how a wavelet model comprised of a linear combination of sine terms is capable of representing the cross-section inertia variation along the length of cellular beams. This allows the efficient computation of deflections of cellular beams when these are deployed as a part of steel-concrete composite flooring systems. This method does not involve purely statistical approaches or piece-wise integration of moment-curvature relationships that lead to cumbersome matrix approaches and complicate the assessment of deflections. Despite its simplicity, the proposed approach is found to be reliable as it successfully predicts displacements obtained through finite element model representations of more than 260 cases with errors smaller than ±5 %. Furthermore, the proposed analytical description of cross-section inertia along the beam length is defined by only three parameters that can be inferred through linear expressions considering the geometrical characteristics of a perforated beam, namely, the ratio of flange to web thickness, the second moment of inertia of the steel beam and the ratio between beam length and depth, making it easy for widespread application by practitioners.

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.

Bauarbeiten an bestehenden Brücken müssen oft bei aufrechterhaltenem Verkehr stattfinden. Bei Brückenverbreiterungen oder dem Schließen von Arbeitsfugen ist der erhärtende Beton verkehrsinduzierten Schwingungen ausgesetzt, welche das Gefüge nachhaltig schädigen können. Dabei ist die Amplitude der auftretenden Schwingschnelle ein maßgeblicher Parameter. Im konkreten Fall werden Einflüsse auf die Größe der verkehrsinduzierten Schwingungen eines Plattentragwerks im Zuge von Bauarbeiten an der Autobahn A 23 der Hochstraße Inzersdorf in Wien untersucht, welches unter Verkehr in mehreren Bauphasen neu errichtet wurde. Mittels dynamischer Zeitverlaufsüberfahrtsberechnungen wurden durch Variation der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeugmasse und des Straßenprofils jene Parameter identifiziert, die den größten Einfluss auf die Brückenschwingungen ausüben. Dabei wurden für FEM-Simulationen reale gemessene Straßenprofildaten verwendet, die durch ein hochauflösendes Laserscanning der maßgebenden Fahrspuren erhoben wurden. Die dynamischen Tragwerkseigenschaften wurden durch Schwingungsmessung verifiziert. Während die Durchbiegungen und Dehnungen des Tragwerks vor allem durch die Fahrzeugmasse beeinflusst werden, sind die Schwinggeschwindigkeiten in erster Linie durch das Straßenprofil bestimmt. Die prognostizierten Schwinggeschwindigkeiten wurden mit einem der Literatur entnommenen Grenzwert verglichen, bei dessen Einhaltung es zu keiner Beeinträchtigung des jungen Betons kommen sollte. Die Ergebnisse dienten als Entscheidungsbasis für die Wahl der geeigneten Maßnahmen während der kritischen Erhärtungsphase des Betons in der Anschlussfuge.

Traffic vibrations during concreting work on existing road bridges - Vibration prognosis for the assessment of construction stages in course of the newly constructed highway bridge A 23 - Hochstraße Inzersdorf
The construction works on existing bridges must often take place without traffic interruptions. During bridge-widening works or closing of construction joints, the hardening concrete is exposed to traffic-induced vibrations. This can damage the material permanently, depending on the amplitude of vibration velocity. This study investigates factors that influence amplitude of traffic-induced vibrations of a slab bridge on the A 23 motorway in Vienna, which was rebuilt in several construction phases. Transient dynamic simulations were used to analyze the influence of the driving speed, vehicle mass and road evenness. Measured road profile data, which were collected by high-resolution laser scanning of the road surface, were used in FEM simulations. Bridge resonance properties were verified by vibration measurements. While bridge deflections and strains are mainly influenced by vehicle mass, the vibration velocities are primarily determined by the road profile. The predicted vibration velocities were compared to a limit value taken from the literature, the observance of which should not lead to any impairment of the young concrete. The results served as a decision basis for the selection of suitable measures during the critical hardening phase of the concrete in the connection joint.

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Die angegebene Analogiebeziehung ermöglicht die Behandlung aller Biegetorsionsprobleme gerader, dünnwandiger Stäbe nach Elastizitätstheorie I. Ordnung mittels Trägerrostprogrammen für Stäbe ohne Wölbsteifigkeit.

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Es werden Traglasten unversteifter Trägerstegbleche unter Einzellasten mit Hilfe der nichtlinearen Methode der finiten Elemente berechnet. Dabei wird der Einfluß verschiedener Parameter wie zusätzliche Randmomente, Fließspannung, Stegblechhöhe und -dicke, Gurtdicke und Imperfektionsamplitude untersucht. Die Traglasten werden mit Versuchsergebnissen und den Lastwerten verglichen, die sich aus gängigen Traglastformeln ergeben.

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Bericht über die Vertiefung einer Schiffsfahrrinne in Korallenfels im Indischen Ozean und die dabei verwendeten Bohr- und Sprengtechnik.

Fußend auf der wissenschaftlichen Entwicklung der Baustatik und der Technologie der Eisengewinnung wird die Geschichte des Eisenbaus im Abriß dargestellt. Triebfeder war der Bau großer Eisenbrücken, die durch den Ausbau der Straßen- und später der Eisenbahnnetze erforderlich wurden. Die Entwicklung des Eisenbaus ist nahezu identisch mit der Frühgeschichte des Konstruktiven Ingenieurbaus. Die Disziplin des konstruktiven Bauingenieurs erweist sich als eigenständige Neuentwicklung, nicht als Ergebnis einer Aufspaltung des traditionellen Baumeisterberufs in Architekt und Bauingenieur.

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Es wird ein Verfahren gezeigt, um auf einfache Weise den Nachweis der Tragfähigkeit von unbewehrten Beton- und Leichtbetonquerschnitten führen zu können.

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Es wird über das Tragverhalten einer Sandwichkonstruktion berichtet, bei welcher die Vorsatzschale über gleichmässig verteilte Kunststoffanker durch die steife Dämmschicht hindurch an die Stahlbetontragschale angeschlossen wird.

Es wird über Entwicklung, Tragverhalten und experimentelle Untersuchung einer Stützenkopfkonstruktion als Fertigteil mit Ortbetonergänzung berichtet. Durch diese Bauweise sind grosse Aussparungen im Durchstanzbereich von Flachdecken möglich.

Im folgenden Teil 2 wird ein Nachweiskonzept für den Betongurt im Öffnungsbereich vorgestellt. Es basiert auf den im Teil 1 erläuterten Ergebnissen der umfangreichen rechnerischen und experimentellen Untersuchungen.
Das Nachweiskonzept sieht entsprechend den verschiedenen im Versuch beobachteten Versagensarten drei Querkraftnachweise für den Betongurt vor, wobei die Querkrafttragfähigkeiten in Anlehnung an die bekannten in DIN 1045-1 angegebenen Formeln nachgewiesen werden. Damit kann auch die festgestellte lokale Wirkung der Kopfbolzendübel als Querkraftbewehrung berücksichtigt werden. Die Ermittlung der einwirkenden Querkräfte des Betongurts erfolgt anhand der Steifigkeiten des oberen und unteren Teilträgers und der Steifigkeit des Betongurts.

On the Shear-Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings - Part 2: Design Concept
In part 2 of the report, a concept for the design of the concrete slab in the region of web openings is presented. It is based on the results of the extensive experimental und numerical investigations which are described in.
Resulting from the different occurring failure modes of the concrete slab, three critical shear-bearing capacities have to be considered. These shear-bearing capacities are calculated according to the formulas of DIN 1045-1. In this way, the effect of the headed studs acting as local shear reinforcement can be included. The shear forces of the concrete slab are calculated depending on the stiffness of the top and bottom chord, as well as by the stiffness of the concrete slab.

Wird bei Stahlverbundträgern der Steg des Stahlträgers durch große Öffnungen geschwächt, übernimmt in diesem Bereich der Betongurt einen Großteil der Querkraft. Die Analyse des sich dabei einstellenden Lastabtragungsmechanismus und die Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit des Betongurts waren die Hauptthemen eines am Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion der Technischen Universität Kaiserslautern durchgeführten Forschungsprojektes, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde.
Im folgenden Teil 1 des Aufsatzes werden die umfangreichen experimentellen und rechnerischen Untersuchungen und deren Ergebnisse dargestellt, wobei der Lastabtragungsmechanismus und die Versagensformen im Öffnungsbereich im Vordergrund stehen. Im Teil 2, der im nachfolgen Aprilheft erscheint, wird das darauf basierende Nachweiskonzept für den Betongurt vorgestellt.

On the Shear-Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings - Part 1: Experimental und Numerical Investigations
If the web of a composite beam is weakened by a large opening, the concrete slab carries most of the shear force in this region. The analysis of the load bearing mechanism and the determination of the shear-bearing capacity were the main topics of a research project which was carried out at the Technical University of Kaiserslautern and was supported by the German Research Foundation (DFG).
In the following part 1 of the report, the extensive experimental und numerical investigations as well as their results are presented. Special attention is paid to the load carrying mechanism and the failure modes. In part 2, which will follow in the April issue, the according concept for the design of the concrete slab is presented.

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Neben den rein technischen Konsequenzen für den Entwurf hinsichtlich Bemessung und baulicher Durchbildung von Brücken für hohe Geschwindigkeiten ist die Frage interessant, ob der Ingenieur neuerdings gezwungen ist, das Entwerfen seiner Brücken besser zu beherrschen. Es wird die Notwendigkeit gezeigt, auf einfache und natürliche Formen zurückzugreifen. Die aktuellen Trends sind oft an Neuheiten orientiert, die zwar mit Hilfe der EDV umsetzbar sind, die Konstruktionen aber komplizieren.

The paper presents the “IMC Students' Challenge” competition held in 2014, during the 9th International Masonry Conference, in Guimarães. The objective of the competition was to predict the maximum compressive load of two masonry prisms built of solid bricks, and of hollow blocks, with mortar joints. To increase the complexity of the problem, all prisms were tested under eccentric load. The students, who enthusiastically participated in the final laboratory tests, presented different approaches to estimate the maximum eccentric compressive force on masonry prisms. The challenge was a great experience, not only for students and conference participants, but also for sponsors and organizers.

The construction of contracts T2 and T3 of the new Line C of the Rome Underground is to be carried out under the historical centre of the city, in an area of great archaeological, historical and artistic value. Significant problems derive from the geotechnical characteristics of the soil, from the presence of buried archaeological remains, and more significantly from the necessity of minimising the effects at the surface on the historical and monumental heritage. This paper illustrates the procedures adopted to evaluate the effects of tunnelling on the existing monuments and historical buildings, with particular reference to contract T2. Specifically, the study of the interaction between construction activities and the built environment was carried out following procedures at two increasing levels of complexity: Level 1 - green-field analyses were carried out first, neglecting the stiffness of the existing buildings for a simplified evaluation of potential damage induced by tunnel excavation; Level 2 - FE computations were then carried out in both two- and three-dimensional conditions, accounting for the stiffness of existing buildings and considering possible long-term effects induced by drainage through the tunnel lining where necessary. The paper illustrates the main aspects of the procedure, using the example case study of Palazzo Grazioli.
Die Bauarbeiten an den Losen T2 und T3 der neuen U-Bahnlinie C in Rom erfolgen direkt unter dem historischen Zentrum der Stadt, in einem Bereich von höchstem archäologischem, historischem und künstlerischem Wert. Erhebliche Probleme ergeben sich dabei aus den geotechnischen Eigenschaften des Bodens, aus der Präsenz unterirdischer, archäologischer Überreste und, noch maßgebender, aus der Notwendigkeit, die aus dem Tunnelvortrieb resultierenden Oberflächeneffekte auf historische Gebäude und Baudenkmäler zu minimieren. Der vorliegende Beitrag stellt die im Baulos T2 zur Anwendung gekommenen Verfahren, mithilfe derer die Auswirkungen des Tunnelbaus auf die vorhandenen, historischen Gebäude und Baudenkmäler untersucht wurden, vor. Die Untersuchung der gegenseitigen Beeinflussung von Tunnelvortriebsarbeiten und vorhandener Bebauung wurde mittels der zwei folgenden Verfahren steigender Komplexität durchgeführt: Level 1 - in einem ersten Schritt wurden zunächst so genannte Green-Field-Analysen unter Vernachlässigung der Gebäudesteifigkeit mit dem Ziel der vereinfachten Bewertung möglicher, tunnelbauinduzierter Schadensbilder durchgeführt. Level 2 - in einem zweiten Schritt wurden dann 2D- sowie 3D-FE-Berechnungen durchgeführt, welche die Steifigkeit der vorhandenen Bebauung berücksichtigen und, wo notwendig, eine Untersuchung möglicher Langzeiteffekte, ausgelöst durch eine Entwässerung durch die Tunnelschale, zulassen. Der Beitrag verdeutlicht die Hauptaspekte dieser Verfahren anhand des Fallbeispiels des Palazzo Grazioli.

Dr. Peter Ramsauer, Bundesminister a.D. und neuer Schirmherr der Initiative “Deutschland baut!”, schreibt im UBB über die besondere Bedeutung der Unternehmen der so genannten “Wertschöpfungskette Bau” für die Zukunftsgestaltung unseres Landes und die Vorteile einer intensiven Zusammenarbeit der Bauakteure bei der Sicherung des Fachkräftebedarfs.