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Zum Tod von Konrad Huber
Akimitsu Kurita 70 Jahre

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Für die Installation von Offshore-Windenergie-Anlagen der 5-Megawattklasse vor der Küste Deutschlands in der Nordsee ist es erforderlich, Gründungsstrukturen in hoher Stückzahl wirtschaftlich herstellen zu können. Für den Wassertiefenbereich der Nordsee wird im Rahmen dieses Aufsatzes der Konstruktions-typ Jacket hinsichtlich dynamischer Eigenschaften untersucht.
Darüber hinaus wird über Stahlgussbauteile berichtet, die in den hochbelasteten Knotenpunkten des Jackets verbaut werden. Derzeit ist es üblich, Jackets aus handelsüblichen Stahlhohlprofilen zu fertigen, die an den Enden zu einer Knotenverbindung miteinander verschweißt werden. Diese Lösung besitzt jedoch eine Vielzahl von Nachteilen, über die nachfolgend berichtet wird.
Bauteile aus Stahlguss hingegen weisen unter anderem die Vorteile auf, universell einsetzbar und in Form bzw. Gestaltung völlig frei wählbar zu sein. Um das komplexe Tragverhalten dieser Stahlgussbauteile bewerten zu können, wurden neben Simulationsrechnungen auch Laborversuche durchgeführt. Es wurde das Tragverhalten unter statischer Belastung am Stahlgussbauteil im 1:1-Modell und das Ermüdungsverhalten an Stahlgussproben getestet.

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Es werden die Komponenten, die einen Fahrbahnübergang bilden, beschrieben. Es wird gezeigt welchen statischen und dynamischen Versuchen die Komponenten unterzogen werden. Beim Anfahren (quasi-statisch) und Überrollen (dynamisch) werden die Systemuntersuchungen aufgrund der Komponentenmethode mit Messungen an einem eingebauten Fahrbahnübergang verglichen, wobei sich sehr gute Übereinstimmung ergab. Insbesondere wird auch gezeigt, daß sich Kunststoffteile bei statischer Beanspruchung nachgiebig und bei dynamischer Beanspruchung steif verhalten.

Während des Kaimauerbaus ist die plangenaue Installation der Träger herausfordernd und zugleich unabdingbar, um die Zwischenbohlen kombinierter Stahlspundwände einbringen zu können. Die Doppel-T-Träger haben profilbedingt, im Vergleich zu einem Rundrohrstahl, eine geringe Biegesteifigkeit um die schwache Achse und eine geringere Torsionssteifigkeit. Damit sind die Träger bei unsachgemäßer Einbringung stark verformungsgefährdet. Bisher wird das komplexe dynamische Zusammenspiel aus dem Einbringgerät, den gewählten Geräteparametern, dem Träger und dem Boden nicht hinreichend betrachtet, um genaue Prognosen zur erforderlichen Rammführung treffen zu können. Dazu wird ein mithilfe von Messdaten validiertes Ersatzmodell aufgebaut, welches die Einbringung eines Trägers abbilden kann. Hiermit gelingt die gezielte Untersuchung einzelner Einflussfaktoren, wie der Neigung des Schlaghammers, der Neigung des Trägers, der Trägerimperfektion sowie unterschiedlicher Rammführungen.

Numerical studies on the influences of the driving process of steel piles on positional accuracy based on a substitute model
During quay wall construction, the accurate installation of the king piles is of importance and thus highly challenging concerning the installation of the intermediate piles of combined steel sheet piles. The double-T piles have a low bending stiffness around the weak axis and a lower torsional stiffness than steel tubular piles due to their profile shape. As a result, the king piles tend to deform if not installed properly. So far, the complex dynamic interaction of the installation device, its device parameters, the king piles and the soil are not sufficiently considered to accurately predict the required pile driving guidance. For this purpose, a substitute model is created based on metrologically determined pile-soil interaction parameters, which can represent the installation of a king pile. Eventually, the present investigation enables the determination of individual influencing parameters, such as the inclination of the impact hammer, the inclination of the king pile, its imperfections as well as different pile guides.

Die energetische Effizienz eines Gebäudes wird durch das Zusammenspiel zwischen der Qualität der Gebäudehülle und der anlagentechnischen Systeme bestimmt. Dabei bestehen grundsätzlich Wechselbeziehungen zwischen diesen beiden Seiten - sie können nicht losgelöst voneinander betrachtet werden. Diese Wechselwirkungen werden innerhalb dieses Beitrages aufgezeigt und analysiert. Neben einer hohen energetischen Qualität der Gebäudehülle kann auch eine hohe thermische Trägheit der Bauteile, die in direktem Kontakt zur Raumluft stehen, zu einer geringeren Heizlast beitragen. Deshalb bilden funktionsgetrennte Außenbauteile mit einer schweren raumseitigen Schicht und einer außenliegenden Dämmebene die beste Grundlage für den Einsatz hocheffizienter Anlagentechnik. Weiterhin wird eine Gegenüberstellung verschiedener anlagentechnischer Systeme anhand der aktuell vorliegenden Literatur durchgeführt. Abschließend werden auf der Grundlage der angestellten Betrachtungen Schlussfolgerungen für die bevorstehende Fortschreibung der EnEV und des EEWärmeG gezogen.

Energy performance of buildings - construction versus systems installation?
The energy efficiency of a building is dependent on the interaction between the quality of the exterior constructions and the heating resp. ventilation installation. Basically there are interdependencies between these two components - they cannot be considered detached from each other. These interdependencies are appointed and analysed within the current article. A closer view on the procedure of the heating load estimation leads to the conclusion, that exterior constructions with heavy inside layers and insulating outside layers are the best basis for the application of highly efficient heating resp. ventilation systems. By means of a survey of current literature, a comparison of different systems is carried out. Finally, conclusions for the forthcoming update of EnEV and EEWärmeG are drawn on the basis of the accomplished considerations.

Der Arbeitskreis “Baugruben“ hat sich in den letzten Jahren ausführlich mit der Empfehlung EB 102 zur Anwendung des Bettungsmodulverfahrens beschäftigt. Auf der Grundlage zahlreicher Vergleichsberechnungen wurde die Empfehlung überarbeitet. Der neue Entwurf wird im folgenden Beitrag der Fachwelt zur Diskussion vorgestellt. Die wesentlichen Neuerungen werden in einem Kommentar erläutert.

Recommendation EB 102 “Modulus of subgrade reaction method“ of the working group for excavations of the German Society for Geotechnical Engineering.
During the last years the working group for excavations has discussed the recommendation EB 102 “Modulus of subgrade reaction method” in detail. Basing on intensive investigations a revised version is now presented to the public for discussion. The essential new proposals are illustrated in a comment.

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Ein Bericht aus dem Unterausschuß "Dynamische Pfahlprüfungen" des Arbeitskreises 2.1 "Pfähle" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. Die Pfahl-Integritätsprüfung nach dem Low-Strain-Verfahren - manchmal auch "Hammerschlagmethode" genannt, weil für die Prüfung eine Stoßwelle mit einem Handhammer in den Pfahl eingeleitet wird - wird seit nunmehr 25 Jahren in Deutschland eingesetzt, um Aussagen über die Unversehrtheit von Pfählen und damit über ihre Gebrauchstauglichkeit zu treffen. Im Laufe der Zeit ist das Verfahren zu einer Standardmethode der Qualitätssicherung für Tiefgründungen geworden. Der Stand der Technik bei der Durchführung und Analyse der Pfahl-Integritätsprüfung ist in den Empfehlungen des Arbeitskreises 2.1 der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik, der seit nahezu zwanzig Jahren existiert, dokumentiert,. In dem vorliegenden Beitrag sollen darüber hinausgehende Hinweise insbesondere denjenigen Ingenieuren dienen, die die Ergebnisse von Integritätsprüfungen zu beurteilen haben. Dazu werden die Erfahrungen der vergangenen Jahre und die Ergebnisse jüngster Untersuchungen vorgestellt und anhand von Beispielen verdeutlicht. Eine kurze Einführung in die theoretischen Grundlagen soll dem Verständnis der Meßmethode dienen.

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Ausgehend von den Ursprüngen der klassischen Berechnungsmodelle für Balken, Platten, Schalen wird die geschichtliche Entwicklung auf dem Gebiet der Strukturmodelle dargelegt. Der Überblick zeigt, wie schwer es der Mensch bei den fundamentalen Anfängen hatte, mit welcher Beschleunigung dagegen die Entwicklung bis zum derzeitigen Stand lief. Mit der Verfügbarkeit der numerischen Verfahren sind große Vielfalt, Komplexität, Verfeinerung und Leistungsfähigkeit der Berechnungs- und Nachweismodelle erreicht worden. Da müssen wir uns auch kritisch fragen, wohin die zukünftige Entwicklung tendiert. Vielleicht sollten wir u.a. auch mehr an der Reduktion auf einfachere, ganzheitlich in sich konsistentere Entwurfsmodelle arbeiten.

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Die Rückprallhammerprüfung ist in Deutschland seit Jahrzehnten ein genormtes Prüfverfahren, mit dem die Betondruckfestigkeitsklasse abgeschätzt werden kann. Bei der Prüfung und der anschließenden Bewertung der Ergebnisse wird der Zusammenhang zwischen Oberflächenhärte und Betondruckfestigkeit ausgenutzt. Die mit dem Original Schmidthammer ermittelten Rückprallwerte basieren auf der gemessenen Rückprallstrecke und können Rückschlüsse auf das elastische Verhalten oberflächennaher Schichten von Betonbauwerken geben. In einem mittlerweile fast sechzigjährigen Anwendungszeitraum haben sich die Funktionsweise und das Handling des Schmidthammers kaum verändert. Mit Einführung der DIN EN 13791/A20 ist es seit Februar 2017 möglich, die Druckfestigkeit von Bauwerksbetonen auch auf Basis der Q-Werte abzuschätzen. Die Ermittlung des Rückprallwerts erfolgt dabei über die Energie- oder Geschwindigkeitsdifferenz und ist dem älteren mechanischen Verfahren (Original Schmidthammer) in einigen Punkten überlegen. Die Messergebnisse sind unter anderem nicht mehr vom Schlagwinkel abhängig, sodass z. B. geneigte Betonuntergründe geprüft und auf ihre Druckfestigkeit abgeschätzt werden können.

Non-destructive to structural strength - Comparative investigations for rebound hammer testing
For decades, rebound hammer testing has been a standardised test method in Germany for estimating the concrete compressive strength class. The test and subsequent evaluation of the results takes into account the relationship between surface hardness and concrete compressive strength. The rebound strengths determined with the original Schmidthammer are based on the measured rebound distance and can be a characteristic value for the elastic behaviour of near-surface layers of clay structures. In an application period of almost 60 years, the functionality and handling of the Schmidthammer has hardly changed. With the introduction of DIN EN 13791/A20, it's possible to estimate the concrete compressive strength on the basis of the Q-values since February 2017. The determination of the rebound value takes place with the energy or speed difference and is superior to the older mechanical method (Original Schmidthammer) in some points. Among other things, the measurement results are no longer dependent on the angle of impact, so it will be possible to test inclined concrete surfaces and estimate the compressive strength.

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Nachdem Untersuchungen an Stützenköpfen unterschiedlicher Geometrie gezeigt haben, dass mit textilbewehrtem Beton eine beachtliche Verstärkungswirkung von Stützen erzielt werden kann, ging es darum, die Gültigkeit der hierfür entwickelten Rechenmodelle an Großversuchen zu überprüfen. Zur Berechnung stahlbewehrter Stützen mit realistischen Bauteilabmessungen wurde hierzu das anhand von kleinteiligen Versuchen an unbewehrten Betonstützen entwickelte Modell weiterentwickelt. Die Vorhersagegenauigkeit wurde anhand von drei Stahlbetonstützen mit rundem Querschnitt experimentell untersucht. Die Tragfähigkeit der mit Textilbeton verstärkten Stützen nahm im Vergleich zur Referenzstütze deutlich zu. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die erreichbaren Traglasten mit dem weiterentwickelten Umschnürungsmodell sehr gut abgeschätzt werden können. Neben einer Steigerung der Tragfähigkeit ergibt sich durch die textilbewehrte Verstärkung eine Verbesserung des Vorankündigungsverhaltens. Insgesamt wurde eine große Duktilität der verstärkten Stützen erreicht.

TRC strengthened RC Columns
After research on differently shaped column heads has shown the considerable strengthening effect of textile reinforced concrete (TRC), we aimed to verify the validation of the developed calculation models in large scale tests. The model, which was developed on the basis of plain concrete columns in small scale experiments, was therefore enhanced. How accurate the predictions of the model for reinforced large scale columns were was examined by large scale testings at three reinforced concrete columns with round cross sections. The bearing capacity of the TRC strengthened columns increased considerably in comparison with the reference's. The achieved ultimate loads had been estimated very well by the developed confinement model. Besides an increase of the ultimate load the textile reinforcement also led to a considerably improved prior warning behaviour. During the load increase fine and later well visible and, homogeneously distributed cracks occurred. All in all we have reached a high ductility of the reinforced columns.

Im Allgemeinen führt eine linear elastische Berechnung von Biegebauteilen zu brauchbaren und hinreichend genauen Ergebnissen bei der Bestimmung der Schnittgrößen als Grundlage für die Bemessung der Querschnitte. Grundsätzlich anders verhält es sich dagegen mit den Schnittgrößen infolge von Zwang und den Durchbiegungen, die beide von den absoluten Steifigkeiten abhängig sind. Daher sind in diesen Fällen für eine realitätsnahe Berechnung nichtlineare Verfahren anzuwenden. Dabei sind die Einflüsse aus einer Rissbildung (Steifigkeitsabfall) sowie aus dem Kriechen und Schwinden des Betons zu berücksichtigen.
Auf eine besondere Problemstellung führt dabei die kombinierte Beanspruchung infolge von Last und Zwang. DIN 1045-1 enthält Näherungen als Regelungen, sowohl für die Begrenzung der Durchbiegungen, als auch der Rissbreiten unter einer kombinierten Beanspruchung. Es stellt sich u. a. die Frage nach deren Gültigkeitsgrenzen.

Reinforced Concrete Elements subjected to a Combined Effect of Action due to Load and Centric Restraint
In general a linear elastic analysis for bending members is useful and suitable for the determination of internal forces and moments as basis for design. This is fundamentally different in case of internal forces due to restraint and deflections, which requires a realistic non-linear calculation. The influences of cracking, creeping and shrinkage definitely have to be considered. A special problem results from the combined subjection to load and restraint. Concerning this matter, the standard DIN 1045-1 comprehends approximate rules for the deflections as well as for the crack control under the combined effects. The point is their limit of validity.

Die Normenreihe DIN 18204 “Bauteile aus textilen Flächengebilden und Folien” wurde in den letzten zwei Jahren umfassend überarbeitet. Neben der Aktualisierung von Normenbezügen wurde die Struktur grundlegend geändert, so dass sie in zukünftig zu entwickelnden weiteren Normenteilen neben den Zelthallen weitere Strukturen aus textilen Flächengebilden und Folien regeln kann. Die Materialspezifikationen wurden entschlackt und auf neue Prüfnormen angepasst. Des Weiteren wurde das Bemessungskonzept behutsam überarbeitet. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Hintergründe, zeigt detailliert die Änderungen zur Vorgängernorm und gibt einen Ausblick auf die endgültige Fassung.

Tents and halls made of PVC-coated polyester fabric according to the updated standard series DIN 18204.
The standard series DIN 18204 “Components for enclosures made of textile fabrics and plastic films (awnings)” has been extensively reviewed in the last two years. Alongside with updates of normative references, the structure has been fundamentally changed so that the standard can also cover additional textile and plastic structures in new parts to be developed in future. Material specifications have been purified and adapted to new test standards. Moreover, the design concept has been gently revised. The present contribution describes the background, illustrates the changes compared to the previous edition and provides an outlook to the final version.

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