Am Beispiel des Nachweises der Tragsicherheit eines linear-elastischen Tragwerkes werden die in den Eurocodes enthaltenen Kombinationsvorschriften als Überlagerungsvorschriften für EDV-Programme formuliert. Dabei wird auf die zu überlagernden Schnittgrößen, die Überlagerungsvorschriften, auf Umlagerungen der Biegemomente und kurz auf Berechnungen unter Vollast eingegangen.

Der Einfluß triaxialer Spannungen auf die Festigkeit und Verformungen gefrorener Böden im Hinblick auf Spannungskonzentrationen an der Lasteinleitungsstelle von Stützelementen aus Beton oder Stahl wird anhand von Element- und Modellversuchen untersucht. Dabei wird der Zusammenhang zwischen Verformungsgeschwindigkeit, Spannung und Temperatur bei triaxialen Spannungszuständen aufgezeigt. Die Festigkeitsbeiträge von Eismatrix und Korngerüst werden abgeschätzt. Die Modellversuche ergaben den Eindring-, den Durchzieh- und den Durchstanzwiderstand des Frostkörpers in Abhängigkeit von der Verformungsgeschwindigkeit, der Frostkörpertemperatur, der Stempeltemperatur und der Stempelgröße. Anhand der Versuchsergebnisse mit gesättigtem, gefrorenem Mittelsand wird eine Relation zwischen der Verformungsgeschwindigkeit und Spannung unter Berücksichtigung der Spannungssumme und der Deviatorspannung vorgeschlagen. Schließlich werden Diagramme angegeben, die als Basis für die Dimesionierung von Stützelementen an Frostkörpern benutzt werden können.

Viele Jahre leer und ungenutzt fristete das ehemalige Bergheimer Bad in Heidelberg ein unwürdiges Dasein. Niemand war bereit, sich des Bauwerks anzunehmen oder hatte eine gute Idee, wie es sinnvoll weiter genutzt werden könnte. Oft besteht das Hauptproblem historischer Gebäude darin, dass keine Nutzung gefunden wird, die einen finanziellen Anreiz für Investoren schafft. Glücklicherweise kam es bei diesem Bauwerk dann letztlich doch anders und es fand sich ein der Stadt Heidelberg sehr verbundener Geschäftsmann, der die Vision hatte, man könnte doch etwas aus dem Bauwerk machen, wodurch einerseits das kulturelle Erbe erhalten bliebe, gleichzeitig aber auch ein profitables Geschäft entstehen könnte. Dieser hatte als einziger auf eine europaweite Ausschreibung der Stadt Heidelberg hin ein Angebot abgegeben und erhielt im Oktober 2008 den Zuschlag. Zusammen mit dem namhaften Heidelberger Architekturbüro SSV-Architekten und dem im Umgang mit historischer Bausubstanz erfahrenen Ingenieurbüro für Tragwerksplanung ProfessorPfeiferundPartner mit Hauptsitz in Darmstadt wurde das Gebäude in den Jahren 2010 bis 2012 grundlegend saniert, teilweise umgebaut und durch Hinzufügung von zwei Neubauten und einer Tiefgarage, die sich in das Gesamtensemble maßstäblich einfügen, in ein Marktzentrum mit Hotel und Büros umgewandelt. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die unveränderte Erhaltung der historischen Konstruktion gelegt, die insbesondere in den Kuppelkonstruktionen über dem ehemaligen Männerbad und dem ehemaligen Frauenbad sichtbar ist. Mit Ausnahme einer kurzen Beschreibung der Neubauten konzentriert sich dieser Beitrag auf die Statik der Gewölbe.

“New old” calculation methods on the example of the historical Bergheimer Bath in Heidelberg
Empty and unused for many years, the former Bergheim bath in Heidelberg led an unworthy existence. No one was willing to take care of it or had a good idea of how it could be put to good use. Often the main problem of historical buildings is the fact that no use is found which creates a financial incentive for investors. Fortunately, in this building it was different and there was an astute businessman, highly attached to the town of Heidelberg, who had the vision, that there was the opportunity to create something new out of the building where on the one hand, the cultural heritage could be saved and at the same time a profitable business could arise. This man was the single one who made an offer to a Europe-wide tender of Heidelberg and received the award in October 2008. Together with the renowned Heidelberg architects SSV and the experienced in working with historic buildings engineering office for structural engineering ProfessorPfeiferundPartner, headquartered in Darmstadt, the building in the years 2010-2012 has been thoroughly renovated and partly rebuilt by the addition of two new buildings and an underground parking, well inserted into the entire ensemble and converted into a market center with hotel and offices. Particular attention was paid to the unchanged preservation of the historical structures, especially visible in the vault structures of the former men's and women's baths. Except for a brief description of the new buildings, this paper focuses on the static of the vault.

Die Ausführung von unbeschichteten, direkt befahrenen Bodenplatten ist eine nach den aktuellen Normen und Merkblättern anerkannte Bauweise, wenn zum einen ein möglichst chloriddichter Beton bei ausreichend hoher Betondeckung verwendet wird. Zum anderen sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Rissbildung zu vermeiden bzw. sollte eine “begleitende Rissbehandlung” im Rahmen der Wartung durchgeführt werden. Die Erfahrungen an insgesamt vier durch einen Fachplaner gutachterlich begleiteten Bauvorhaben zeigen, dass sowohl die Chloriddichtheit nachweisbar erreicht werden kann, als auch eine weitestgehende Rissfreiheit, selbst nach mehreren Wintern, eingehalten ist. Entscheidend für den Erfolg der rissfreien Konstruktion ist, dass bereits in den frühen Planungsphasen eine zwängungsarme Auflagerung berücksichtigt wird. Zudem sind auch ein ausreichendes Gefälle sowie die Konzeption von Entwässerungseinrichtungen frühzeitig planerisch zu berücksichtigen. Die Ausführungsqualität der Bodenplatte kann mittels zerstörungsfreier Betondeckungsmessungen und durch Bestimmung der Chloridbelastung überprüft werden. Letztlich konnte mit den hier beschriebenen, unbeschichteten Tiefgaragen-Bodenplatten eine dauerhafte und wirtschaftliche Konstruktion gefunden werden, deren Instandhaltungsaufwand im Vergleich zu beschichteten Bodenplatten deutlich geringer sein wird.

Uncoated and directly driven RC-ground slabs in underground car parks - a field report
The construction of an uncoated and directly driven RC-ground slab is proven and acknowledged by standards and bulletins, if on one hand a concrete is used, which is chloride dense as possible in combination with a sufficient thick concrete cover. On the other hand actions should be taken to avoid crack initiation or an accompanied crack treatment within the scope of the maintenance should be carried out. The experience of four building projects, which were supervised by concrete technology consultants, show, that as well the chloride impermeability is verifiable achievable as hardly any cracks have been determined - even after several winter periods. Important to achieve a crack-free construction is the consideration of a bearing with reduced restraints already in early stages of the design. Also the planning of a sufficient gradient of the surface and a drainage concept has to be considered early within design. The quality of the execution of the ground slab can be checked by using non destructive concrete cover measurement and by determining the chloride contamination. Finally a durable and cost-effective construction could be achieved with the described uncoated subterranean garage ground slabs leading to a reduced maintenance expense compared to coated ground slabs.

Das Konstruieren und Bemessen von Bauwerken aus faserbewehrtem UHPC erfordert sehr detailliertes Wissen über das Zugtragverhalten von Faserbeton. Es ist beeinflusst von der Fasergeometrie, der Fasermenge, der Schubverbundfestigkeit zwischen Faser und Matrix, der Matrixfestigkeit, dem Schwinden und der Faserorientierung. Leutbecher beschreibt ein Modell für reine Zugbeanspruchungen, indem all diese Parameter Eingang finden. Im hier vorliegenden Artikel wird dieses Modell für Biegebeanspruchungen erweitert und anhand von Biegeversuchen an Platten aus UHPC verifiziert. Dabei werden sowohl Faserbewehrung als auch konventionelle Stabbewehrung berücksichtigt.

Crack Formation of Flexural Members made of UHPFRC
For the design and planning of buildings made of fibre reinforced ultra high performance concrete one needs very detailed knowhow about the tensile carrying behaviour of fibrated concrete. It is affected by various parameters such as the fibre geometry, the content of fibres, the bond strength between fibre and binder matrix, the strength of the matrix, the shrinkage of the concrete and the orientation of the fibres. All these parameters are considered in a theoretical model for UHPFRC under tension (Leutbecher). In the paper presented here the range of validity of this model is extended to bending stress. Experimental investigations on UHPC-plates under bending complete and verify the theoretical results. The tests cover fibre reinforcement as well as conventional passive reinforcement.

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Die Stadt Freiburg und der Fußballverein SC Freiburg haben ein neues Stadion sowie angrenzende Trainingsplätze und ein Verwaltungsgebäude mit identitätsstiftender Architektur errichtet. Dabei stand das gemeinsame Erlebnis für die Fans neben der klaren Architektursprache von Beginn an im Mittelpunkt. Das Stadion besitzt eine rechteckige Grundform mit einem umlaufenden Massivbau für die Tribünen sowie ein dreistöckiges Verwaltungsgebäude, welches in das Stadion integriert ist. Das gesamte Stadion wird durch eine Stahldachkonstruktion mit einer Grundfläche von 24.000 m2 überdacht. Das Dachtragwerk des Stadions ist als Stahlfachwerkkonstruktion mit knapp 44 m langen und weit auskragenden, geschweißten Hauptfachwerkträgern geplant. Mit seinen rundum laufenden diagonalen Stützen, welche die Zugkräfte in den Baugrund einleiten, ist die neue Spielstätte des SC Freiburg schon von außen ein echter Hingucker.

Slender steel roof construction - new soccer stadium for SC Freiburg
The city of Freiburg and the soccer club SC Freiburg built a new soccer stadium as well as an adjoining training ground and an administration building with identity-forming architecture. In addition to the clear architectural language, the shared experience for the fans was the focus right from the very beginning. The stadium has a rectangular shape with a surrounding solid structure for the grandstands and a three-storey administration building that is integrated into the stadium. The entire stadium is covered by a steel roof construction with a floor area of 24,000 m2. The roof construction of the stadium is planned as a steel truss construction with almost 44 m long and cantilevering, welded main truss girders. With its surrounding diagonal supports, which transfer the tension forces into the subsoil, the new SC Freiburg stadium is a real eye-catcher even from the outside

Der Wunsch nach einem vermehrten Einsatz von hochfesten, besonders dünnwandigen und/oder speziell geformten Hohlprofilen führte in den letzten Jahren zur Überprüfung und Revision bestehender, traditioneller Bemessungsregeln, u. a. für den Querschnitts- und Bauteilnachweis. Für die - nun deutlich häufiger auftretenden - schlanken Querschnitte der Klassen 3 und 4 stellen die als konservativ erkannten Bemessungsregeln teilweise ein Hindernis für die weitere Verbreitung der neuen Bauweisen dar. Das EU-RFCS-geförderte Projekt HOLLOSSTAB (2016-2019) setzte sich das Ziel, durch den spezifischen Einsatz der Kombination von einfachen numerischen Berechnungsroutinen mit experimentell validierten, analytischen Bemessungsformeln eine deutliche Verbesserung der Bemessungsverfahren zu erzielen. Das Ergebnis dieser Arbeiten ist die Generalised Slenderness-based Resistance Method für die Bemessung von Hohlprofilen unter allgemeiner Druck- und Biegebeanspruchung; sie wird in diesem Übersichtsaufsatz zum Projekt vorgestellt und diskutiert.

New design method for hollow section strength and buckling resistances - the generalised slenderness-based resistance method
The desire for an increase of the use of high-strength, very slender and/or specially formed steel hollow sections has led to the need for a review and revision of common, traditional design rules for these types of members, among them the rules for the cross-sectional and buckling resistances. Due to the more frequent use of slender (classes 3 and 4) cross-sections, the excess conservatism known to exist for this range of sections currently represents an obstacle for the wider use of more innovative structural typologies involving hollow sections. The EU-RFSC project HOLLOSSTAB (2016-2019) set out to develop new design rules with significantly improved results, thereby using a combination of bespoke numerical calculation tools and experimentally validated analytical formulae. The resulting design method, the generalised slenderness-based resistance method for the design of hollow sections under general compression and bending loading, is the subject of this review paper.

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Am Beispiel eines außergewöhnlichen Bauwerkes werden die Anwendungsmöglichkeiten des modernen Verbundbaus gezeigt. Enge Zusammenarbeit zwischen Architekten und Ingenieuren führte zu einem Tragwerk, daß die ganze Breite der zur Verfügung stehenden Verbundbauteile nutzt und sie als architektonisches Element sichtbar macht. Ein optimiertes Brandschutzkonzept ist dabei wichtig für den Erfolg des Projekts.

In Düsseldorf erfolgt in unmittelbarer Rheinnähe der Bau eines ca. 20 m × 36 m großen Regenklär-/Regenrückhaltebeckens, das rd. 13 m tief in den Baugrund einbindet. Der Baugrund im Bereich des Baufelds besteht aus fluviatilen Sanden und Kiesen, die von marinen Feinsanden unterlagert werden. Das Grundwasser bewegt sich innerhalb der stark wasserdurchlässigen Sande und Kiese und weist Schwankungen in Abhängigkeit vom Rheinwasserstand von bis zu 8 m auf. Zur Stützung der technisch wasserdichten, 80 cm dicken Schlitzwand wurden erstmals im Düsseldorfer Baugrund Staffelanker BBV-multibond eingesetzt. Durch den Einsatz der patentierten Multibond-Anker konnte nicht nur die Gesamtanzahl der Anker, sondern auch die im Zuge des Ausschreibungsentwurfs vorgesehenen zwei bis vier Ankerlagen auf eine Ankerlage oberhalb des bauzeitlichen Grundwasserstands reduziert werden. Zur Schaffung belastbarer Planungsgrundlagen und zum Nachweis der Tragfähigkeit der Multibond-Anker wurden im Zuge der Baumaßnahme umfangreiche Eignungsprüfungen durchgeführt.

Use of step anchors BBV-multibond in the subsoil of Düsseldorf
Currently a new stormwater retention tank is constructed nearby the river Rhine in Düsseldorf with dimensions of 36 m × 20 m. The average depth of the required excavation pit is about 13 m. In the area of the working panel, the general subsoil profil consists of fluvial sand and gravel underlain by marine fine sands. The groundwater flows through the porous sandy and gravelly aquifer. The fluctuation rate of the groundwater directly corresponds with the water level of the close by river Rhine and is up to 8 m. A waterproof diaphragm wall with a thickness of 80 cm is necessary for a dry excavation and construction of the tank-building. The patent multibond anchor system from the company BBV-Systems GmbH is used to ensure the stability of the diaphragm wall. In comparison of the basic design, which includes up to four layers of conventional grouted anchors, only one layer of multibond anchors, placed above the in-situ groundwater level, is needed to achieve similar stabilisation effects. Extensive performance tests were successfully carried out and documented during the execution process for the purpose of proving and verifying the load-bearing capacity of the multibond anchors compared to conventional grouted anchors within the subsoil in Düsseldorf.

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Es werden modifizierte viereckige und dreieckige isoparametrische Lagrangesche Elemente mit wahlweise quadratischem oder kubischem Ansatz oder einem Ansatz vierter Ordnung entwickelt. Diese Elemente gestatten eine beliebige Position der Randzwischenknoten auf dem Elementrand und beliebige Positionen der Innenknoten innerhalb des Elements. Eine Singularität der Jacobi-Matrix bzw. numerische Probleme bei beliebiger Positionierung der Randzwischen- und Innenknoten sind ausgeschlossen, wenn die angegebene Bedingung, daß keine zwei Knoten übereinander positioniert sind, eingehalten wird.

Zuschrift zu: Polónyi, Stefan “Zuviel Stahl im Beton? Stahlbeton - 120 Jahre Welterfolg auf der Basis eines falschen Ansatzes?”, Beton- und Stahlbetonbau 109 (2014), Heft 9, S. 628-636.
Zuschrift von Heinz Brandmayer, Erwiderungen von Stefan Polóny

Persönliches:
Zum 65. Geburtstag und zur Emeritierung von Prof. Peter Marti. (Walter Kaufmann, Zürich und Viktor Sigrist, Hamburg) / Prof. Jan Wörner - 60 Jahre (Jens Schneider, Darmstadt, Konrad Bergmeister, Wien)

Nachrichten: Baustoffindustrie erwartet Zuwachs in 2014 / Jubiläum: 10 Jahre Ingenieur-Akademie Hessen GmbH (IngAH) / Fernstudium Umweltwissenschaften an der Universität in Koblenz

Im März 2005 ist die neue Windlastnorm als Weißdruck erschienen. Sie ersetzt die Vorgängernorm DIN 1055-Teil 4:8-86: Windlasten bei nicht schwingungsanfälligen Bauwerken. Die Neufassung stellt eine grundlegende Überarbeitung dar und ist das Ergebnis langjähriger Diskussionen. Sie soll Anfang 2007 gemeinsam mit weiteren Teilen der Normenreihe DIN 1055 in die Musterliste der Technischen Baubestimmungen aufgenommen und nachfolgend in die Bauregellisten der Bundesländer übernommen werden. Für die üblichen Bemessungsfälle ist der Aufwand zur Ermittlung der Windlast nicht wesentlich größer als bisher: zusätzlich müssen lediglich die Windzonen berücksichtigt werden, die erforderlich waren, um zwischen Küstenregionen und Süddeutschland ein gleichmäßiges Sicherheitsniveau zu erreichen. Weiterhin ist ein zusätzliches Regelprofil eingeführt worden, das die Minderung der Windgeschwindigkeit erfaßt, die bei einer erhöhten Bodenrauigkeit in Bodennähe entsteht. Die Norm enthält darüber hinaus aufwendigere Verfahren, die dem Tragwerksplaner auch bei windempfindlichen oder sogar schwingungsanfälligen Tragwerken die Möglichkeit bieten, angemessene statische Ersatzlasten zu bestimmen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die neuen Regelungen und befaßt sich mit der Windlastermittlung anhand der Norm. Das Vorgehen wird durch einige Beispiele illustriert.

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Ziel ist es, die Ersatzquerschnittswerte IB (Ersatzträgheitsmoment) und As (Ersatzschubfläche), die zur Modellierung eines perforierten Aussteifungskerns als Gesamtstab benötigt werden, so zu ermitteln, daß die Steifigkeit des vertikalen Ersatzstabes mit der Steifigkeit des wirklichen Kernes übereinstimmt, um ein angenähert affines Verformungsverhalten zu garantieren. Als Vergleichs- und Bewertungsgrundlage dienen Berechnungsergebnisse, die anhand eines FE-Modells gewonnen werden. Alle Berechnungen beschränken sich auf einen doppelt symmetrischen Kern mit zwei gegenüberliegenden mittig angeordneten Öffnungsreihen.

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Richtlinien und Hinweise zum Korrosionsschutz werden momentan durch die DNV GL Guideline for the Certification of Offshore Wind Turbines, Edition 2012, DNV-OS-J101, oder DNV-RP-B401 gegeben. Diese Informationen werden in der neuen DNV GL Recommended Practice on Corrosion Protection of Offshore Wind Farms an die aktuellen Erkenntnisse angepasst und in einem Dokument zusammengefasst. Es werden Empfehlungen bezüglich der Wahl der Schutzsysteme, der zulässigen Korrosion, der Notwendigkeit von Prequalifikationen sowie zur Berücksichtigung von standortspezifischen Besonderheiten gegeben. Zusätzlich werden Gefahren infolge der mikrobiellen Korrosion und weitere Besonderheiten für Windparks berücksichtigt sowie Erläuterungen zu den empfohlenen Ansätzen bereitgestellt.

Harmonisation of the DNV GL Standard - Recommendation on the corrosion protection of offshore wind farms.
Guidance on corrosion protection is currently being provided in DNV GL Guideline for the Certification of Offshore Wind Turbines, Edition 2012, DNV-OS-J101 or DNV-RP-B401. This guidance is updated and summarized in the upcoming DNV GL Recommended Practice on Corrosion Protection of Offshore Wind Farms. Recommendation will be given on the choice of coating systems, the corrosion allowance, the necessity of pre-qualification, and the effects of durability of these. Also the danger of microbiologically induced corrosion or the effects site specific considerations will be presented. Guidance and justifications for the recommended approaches will be given.