Der vorliegende Beitrag zeigt Hintergründe auf, die zur Beurteilung der Nachnutzbarkeit einer vorgespannten Decke nach einem Brand von Bedeutung sind. Dabei werden die Änderungen des Trag- und Gebrauchsverhaltens durch die Brandeinwirkung herausgestellt und erste Konstruktionsempfehlungen für die Praxis gegeben.

The Koralm Tunnel (length 33 km) crossing the eastern Alps is part of the Koralmbahn line and one of the longest rail tunnels in the world. The installation of railway equipment in the tunnel is due to start soon and it is particularly important to now make current decisions considerung future developments and demands. In particular the conflicting goals of the scheduling horizon of the construction permit process nearly 20 years ago, the 150-year design horizon and the rapid development of electronics, data processing and telematics have to be considered. Experience of operation of long rail tunnels confirms that despite all logistical efforts, the maintenance of railway equipment leads to a great expense of time and finance and also to restrictions of the line availability for operations.
Mit einer Länge von 33 km zählt der Koralmtunnel als östlichste Alpenquerung und Teil der Koralmbahn zu den längsten Eisenbahntunneln der Welt. Gegenwärtig steht man vor dem Beginn der bahntechnischen Ausrüstung des Tunnels, und es gilt in besonderem Maße, aktuelle Entscheidungen für die Zukunft vorausschauend zu treffen. Insbesondere muss der Zielkonflikt der terminlichen Betrachtungshorizonte von beinahe 20 Jahre zurückliegenden Baugenehmigungsverfahren, 150 Jahre Dimensionierungshorizonten und rasanten Entwicklungsgeschwindigkeiten im Elektronik-, Daten-, und Telematikbereich überwunden werden. Die Erfahrungen aus dem Betrieb langer Eisenbahntunnel bestätigen, dass trotz aller logistischen Anstrengungen die Instandhaltung [3] der bahntechnischen Ausrüstung zu großen zeitlichen und finanziellen Aufwänden und einhergehend auch zu Einschränkungen der betrieblichen Streckenverfügbarkeit führt.

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The Lyon-Turin rail link project is a major part of the European Corridor no. 5, Lisbon-Kiev. The management and use of the excavated materials have been identified as one of the major issues concerning project approval since the very first stage of the study. The following paper describes the methods chosen by the French and Italian authorities to improve the use of some 20 million t resulting from the excavation of 150 km of tunnels, representing 60 million t of materials. The presentation mainly focuses on two tunnels, the Chartreuse tunnel - 24.7 km, two tubes - and the base tunnel Maurienne-Ambin - approx. 53 km, two tubes - under the Alps between France and Italy. All the tools today available are being used by the designer in order to prepare the tender documents, including industrial test production of concrete aggregates. The important role of the owner of the project is also mentioned with the aim of optimising the management and recycling of the excavated materials.

Das Eisenbahnprojekt Lyon-Turin ist wesentlicher Teil des Transeuropäischen Korridors Nr. 5, Lissabon-Kiew. Zu den größten Problemen hinsichtlich des Genehmigungsverfahrens wurden schon zu Beginn des Planungsprozesses die Bewirtschaftung und Wiederverwertung des Tunnelausbruchmaterials erkannt. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Vorgehensweisen der französischen und italienischen Behörden zur Erhöhung des Anteils des wiederverwerteten Ausbruchmaterial aus insgesamt 150 km Tunnel auf 20 Mio t bei einer gesamten Ausbruchmenge von 60 Mio t. Die Präsentation konzentriert sich hierbei auf den 24, 7 km langen, zweiröhrigen Chartreuse-Tunnel und den ungefähr 53 km langen, zweiröhrigen alpenquerenden Basistunnel Maurienne-Ambin zwischen Frankreich und Italien. Zur Erstellung der Ausschreibungsunterlagen wurden seitens der Planer alle heutzutage zur Verfügung stehenden Mittel herangezogen, die auch eine großmaßstäbliche Testproduktion von Betonzuschlagstoffen beinhaltet. Dabei wird auch auf die bedeutende Rolle des Auftraggebers des Projekts bezüglich der Optimierung der Bewirtschaftung und Wiederverwendung des Ausbruchmaterials hingewiesen.

This paper presents a relationship between strain hardening of steel and plastic region length in a steel beam subjected to fire. A theoretical simple fire response analysis is proposed to investigate elasto-plastic behavior of the statically indeterminate heated beam. From observation of parametric calculations, it is clarified that large plastic region length in the beam, which is induced by the large strain hardening, is effective to avoiding strain concentration. This contributes to the robust attenuation of the thermal stress at the fire.

Theoretische Beziehung zwischen Verfestigung von Stahl und Länge der plastischen Zone von brandbeanspruchten Stahlträgern.
Die Veröffentlichung stellt die Beziehung zwischen der Verfestigung von Stahl und der Länge der plastischen Zone von Stahlträgern im Brandfall dar. Mit Hilfe eines analytischen Modells wird das elastisch-plastische Verhalten statisch unbestimmter Träger bei Erwärmung untersucht. Eine Parameterstudie zeigt, dass Dehnungskonzentrationen und hohe thermische Spannungen durch ausgedehnte plastische Zonen vermieden werden.

Das Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen bietet gegenüber konventionellen Schweißverfahren Potenzial, die Wirtschaftlichkeit des Schweißens durch eine Reihe werkstofftechnischer sowie nahtgestalterischer Besonderheiten zu verbessern. Untersuchungen dieses Verfahrens beschränkten sich für Stahl bisher auf den Blechdickenbereich zwischen 6 mm und ca. 12 mm. Im Stahl-, Behälter-, Fahrzeug- oder Schiffsbau sind aber auch Bauteile größerer Wanddicke von Interesse. Diese werden derzeit unter Nutzung des Unterpulverschweißprozesses unter hohen Aufwendungen für Energie, Zusatzwerkstoff und Arbeitszeit gefertigt. Gegenstand dieses Projektes waren Untersuchungen zum Einfluss der Verringerung des Nahtvolumens und der Streckenenergie durch das Hybridschweißen auf die Entstehung von Eigenspannungen sowie deren Auswirkungen auf die Ermüdungsfestigkeit von Blechen mit großer Wanddicke. Die Untersuchungen zeigten, dass mit dem Hybridprozess vergleichbare und bessere Verbindungsqualitäten durch das Wurzel-/Gegenlageschweißen gegenüber dem reinen UP-Schweißen bei Blechdicken von 40 mm erreicht wurden.

Influences on the strength of laser GMA hybrid welded joints in the case of sheet thicknesses to 40 mm.
The laser GMA hybrid welding offers capabilities to improve the economy of welding compared to conventional welding processes due to characteristics concerning material and seam design. Researches of this process were restricted to a sheet thickness range between 6 mm and 12 mm for steel. But especially for steel-, container-, vehicle- or ship-engineering structures (components) with large wall thicknesses are of interest. These structures are currently welded by using the submerged arc welding process with a high effort of energy, welding material and working time. The object of this project was the determination of the influence of the reduction of weld volume and energy per unit length of weld on the formation of residual stresses and their effects on the fatigue strength of hybrid welded sheets with large wall thicknesses. In result better qualities with regard to fatigue strength and toughness for hybrid welded joints has been achieved compared to submerged arc welded joints for wall thicknesses of 40 mm.

In diesem Beitrag werden allgemeine Anforderungen für ein Berechnungskonzept von punktgelagerten Verglasungen formuliert. Aufgrund der komplexen Eigenschaften im Punkthalterbereich ist eine schrittweise Verifizierung von Finite-Element-Berechnungen erforderlich, um realitätsnahe Ergebnisse erhalten zu können. Abschließend wird ein Verifizierungsmodell für punktgehaltene Scheiben vorgestellt, die im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene belastet werden.

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Stahlgußknoten für Stahlrohrfachwerke sind robuste homogene Bauteile. Sie haben gegenüber direkt verschweißten Rohrknoten einen viel günstigeren inneren Kraftfluß mit signifikanten Vorteilen hinsichtlich der statischen und dynamischen Festigkeit, der Zugänglichkeit der Schweißnähte, der Einfachheit der Bemessung, der Wartung, der Lebensdauer und des vertrauenerweckenden Aussehens, und das um so hervorstechender, je mehr Rohre aus unterschiedlichen Richtungen in einem Knoten vereint werden müssen. Es wird über umfangreiche frühere eigene und über fremde Erfahrungen und vor allem über neue Versuche an Stahlgußknoten für eine Eisenbahnbrücke berichtet und schließlich ein Bemessungsvorschlag gemacht.

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.

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Mit der vorliegenden Abhandlung wird der erste Beitrag zum Distributed Strain Sensing in der Geotechnik in der Bautechnik ergänzt. Insbesondere zeigt die Vergangenheit, dass gerade beim planenden Ingenieur eine große Unsicherheit hinsichtlich der Ausschreibung besteht. Damit ist vor allem das “Was” gemeint. Das Feld der ortsverteilten faseroptischen Sensortechnik ist, wie bereits beschrieben, ein weitgefächertes Gebiet. Die im Folgenden zusammengestellten Ausführungen gelten sowohl für das Distributed Temperature Sensing als auch für das Distributed Strain Sensing. Der zusammengetragene Ausschreibungsumfang basiert auf einer 25-jährigen Tätigkeit auf dem Gebiet der faseroptischen Messtechnik in der Erdöl- und Erdgasindustrie, im Wasserbau und der Geotechnik. Die Ausführungen beziehen sich auf das Distributed Strain Sensing. Das beschriebene System wird kommerziell auf dem Markt vertrieben und unterliegt keiner ausschreibungsrelevanten Beschränkung. Der Beitrag umfasst eine kurze allgemeine Beschreibung der auszuschreibenden Leistungen in Verbindung mit Ausschreibungsbausteinen, welche die gewünschte Leistung derart beschreibt, dass der planende Ingenieur wirklich vergleichbare Angebote erhält. Der Beitrag schützt den Ausschreibenden jedoch nicht vor der eigenen Wertung der angebotenen Leistung hinsichtlich der Eignung und Leistungsfähigkeit des Bieters. Abschließend werden zwei nicht abschließende Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen zwischen dem Distributed Sensing und konventionellen Messverfahren dargestellt.

Distributed strain sensing in geotechnics - part 2 - tender texts for distributed fiber optic measurements in geotechnical engineering
This contribution is a first contribution regarding distributed strain sensing in geotechnical engineering. In particular, the past shows a lot of uncertainty of the planning engineer with regard to request for proposals, especially dealing with the definition of “What” to request for. The field of the local distributed fiber optic sensor technology is, as already mentioned, a wide area. The following reports apply to both distributed temperature sensing and distributed strain sensing. The collected tender extent is based on an up to 25-year-old activity in the field of fiber-optical measurement technology in the oil and gas industry, in hydraulic engineering and geotechnics. The following explanations in this contribution apply to distributed strain sensing. The system described is commercially distributed and is not subject to any tender relevant restrictions. This contribution includes a brief general description of the services to be tendered in connection with tender blocks describing the desired output clearly to ensure that the engineer receives comparable offers. Nevertheless, this contribution does not protect the contractor regarding his own evaluation of the offered services in relation to the suitability and performance of the tenderer. Finally, two non-exhaustive economic considerations between the distributed sensing and conventional measuring methods are compared.

Mikropfähle bestehen in der Regel aus einem Rundstahlkern mit Betonumhüllung. Sie werden bei Gründungen und Gründungsergänzungen unter beengten Verhältnissen wie z. B. in Kellerräumen mit üblicher Geschosshöhe verwandt. In Fällen, in denen das durchörterte Erdreich eine weichere Konsistenz aufweist, besteht u. U. “Knickgefahr”, die besonderer Überlegungen bei der Festlegung der Tragfähigkeit bedarf. Hierauf wird im Folgenden eingegangen. Aufgrund der vergleichsweise einfachen Ansätze ist eine “Handrechnung” - zweckmäßigerweise unter Zuhilfenahme eines Tabellenkalkulationsprogramms - möglich. Dadurch erhöht sich die Transparenz der Berechnung.

Approximated determination of stress results and dimensioning of micro piles
As a rule, micro piles consist of a round-bar iron core with concrete wrapping. They are used at foundations and complementary foundations under cramped conditions like e. g. in basement rooms with usually low height. In cases in which the penetrated soil shows a soft consistency there might be buckling risk, which requires special considerations for specification of the load bearing capacity. This will be discussed below. Due to the comparatively simple approaches a convenient “hand calculation” is possible with the help of a program for table-calculation. Through this the transparency of the calculation will increase.

Erdbebenerschütterungen können in sandigen im Grundwasser stehenden Gründungsböden zur Bodenverflüssigung mit einem erheblichen Porenwasserdruckaufbau führen. Dies ist weitläufig als Liquefaction bekannt. Durch den Aufbau des Porenwasserdruckes können die wirksamen Korn-zu-Korn-Spannungen maßgeblich abgebaut und dadurch die Scherfestigkeiten im Untergrund vermindert werden. Im ungünstigsten Fall kann dies bis zum Grundbruchversagen der gesamten Bauwerksgründung führen, oder der Porenwasserdruck kann je nach Gründungstiefe und Sohlpressung die in den Untergrund eingebetteten Baukörper aufschwimmen lassen. Nachfolgend wird vom Bau einer 400-kV- Hochspannungsanlage zur Stromversorgung des stark von Erdbeben beanspruchten Südwestens am Kaspischen Meer berichtet und vom geotechnischen Entwurf der dort flach gegründet ausgeführten Einzelfundamente, die für den Lastfall der Bodenverflüssigung beim Bemessungerdbeben auszulegen waren.

Shallow foundation of a 400-kV-substation at the Caspian Sea with shear failure analysis at liquefaction
Earthquakes in case of high ground water tables in sandy foundation soils could lead to liquefaction with remarkable pore water pressure. By this pore water pressure the effective grain-to-grain-stresses and thus the shear strength of the subsoil could be reduced significantly. As a worst case scenario this may result in a shear failure of the entire building foundation, or depending on the foundation depth and pressure the foundation structures due to the pore water pressure may be damaged by uplift. Subsequently it will be reported about the construction of a 400 kV substation for the power supply in the southwest of the Caspian Sea. For this area heavily exposed by earthquakes the geotechnical conceptual design for the foundation with shallow single footings will be highlighted, which had to be designed for the load case of liquefaction due to the design earthquake.

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No Abstract
[Bautechnik 85 (2008), H. 4, S. 247-257, ]

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Das Ultraschallechoverfahren ist das jüngste Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen (ZfPBau), das sich in der Baupraxis durchsetzen konnte. Ob Qualitätssicherung im Neubau oder Istzustanderfassung im Bestand, Ultraschall bietet Möglichkeiten bei der Darstellung tief unter der Betonoberfläche liegender Einbauteile und Grenzflächen - wie Bewehrung, Hüllrohre, Ablösungen/Fehlstellen, Bauteilrückseiten -, die mit anderen Verfahren nicht realisierbar sind.
Dieser Beitrag zeigt anhand von zwei ganz unterschiedlichen Beispielen aus der jüngeren Baupraxis eindrucksvoll das Potenzial und die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens. An einem Neubau war es möglich, unter Einsatz von Ultraschallecho den durch Einbau einer falschen Betoncharge augenscheinlich beträchtlichen Schadensumfang deutlich einzugrenzen und damit die Beseitigungskosten erheblich zu reduzieren. An einer Bestandsbrücke aus Spannbeton konnten für die Rückbaustatik die Lage sowie der Verpresszustand von Spanngliedern - stichprobenartig endoskopisch verifiziert - sicher festgestellt werden.
Der Beitrag soll dazu dienen, die Praxistauglichkeit des Ultraschallechoverfahrens und dessen Anwendungsmöglichkeiten einer breiteren Öffentlichkeit näherzubringen und einen tieferen Blick auf Anwendungsmöglichkeiten vermitteln.

Ultrasonic examination of structures - examples from real life
The ultrasonic echo method is the latest method in the field of NDT-CE (non-destructive testing in civil engineering) that achieved full applicability on site. Both quality assurance and characterisation on new and existing concrete structures can be performed using ultrasonic echo, especially when components and boundaries deep below the surface need to be investigated, such as reinforcement bars, tendon ducts, delaminations and far sides of structures.
Presenting two examples from real life, this contribution shows impressively how ultrasonic echo can be used for different applications on site. On a new construction with poor workmanship of concrete, it was possible to reduce repair costs significantly using ultrasonic echo. On an existing prestressed bridge, precise localisation of internal tendon ducts and determination of their state of injection successfully supported calculations for deconstruction.
The contribution is supposed to show the practical applicability and the potential of the ultrasound echo method to a wider public.

Bei Teilflächenbelastungen werden Druckkräfte teilflächig in Betonbauteile eingeleitet. Für unbewehrte und konventionell mit Betonstahl bewehrte Betone existieren diesbezüglich bereits zahlreiche Untersuchungen, die das Tragverhalten unter Teilflächenbelastung beschreiben. Durch die Tendenz zu höheren Betonfestigkeiten und dem zunehmend weit verbreiteten Einsatz von Stahlfasern in den letzten Jahren wird es notwendig, auch das Verhalten von hochfestem Stahlfaserbeton unter Teilflächenbelastung zu eruieren.
Der Beitrag beschreibt Versuche an hochfestem Stahlfaserbeton unter Teilflächenbelastung mit räumlicher und ebener Lastausbreitung. Dabei wurden unterschiedliche Flächenverhältnisse und Betone mit verschiedenen Fasertypen und -gehalten sowie Fasercocktails einbezogen. Auf Grundlage der Versuchsergebnisse wird ein Berechnungsansatz für die maximal aufnehmbare Teilflächenspannung vorgeschlagen. Es wird gezeigt, dass durch den Bezug auf die Biegezugfestigkeit, anstatt wie bei bekannten Berechnungsansätzen auf die Druckfestigkeit, eine deutlich genauere Berechnung der maximal aufnehmbaren Teilflächenspannung von hochfestem Stahlfaserbeton möglich ist.

Bearable local stress of high-strength steel fiber reinforced concrete
In the case of partial-area loading, compressive forces are transmitted into concrete members only over a limited area. For plain concretes and conventionally reinforced concretes, numerous investigations have already been carried out analysing the load-bearing behavior under partial-area loading. Due to the tendency towards higher concrete strengths and the increasingly widespread use of steel fibers in recent years, it becomes also necessary to investigate the performance of high-strength steel fiber reinforced concrete under partial-area loading.
The article describes experimental tests on high-strength steel fiber reinforced concrete under partial-area loading with spatial and plane load distribution. Different area ratios and concretes with different fiber types and contents as well as fiber cocktails were considered. On the basis of the test results, a calculation approach is proposed for the determination of the bearable ultimate local stresses. It is shown that by referring to the flexural tensile strength, instead of the compressive strength as in the case of common calculation approaches, a more precise approximation of the ultimate local stresses for high-strength steel fiber reinforced concrete is possible.

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Es wird anhand eines Rechenbeispieles gezeigt, dass die Größe von Zwangbeanspruchungen in Stahlbeton- und Spannbetontragwerken wesentlich von der zur Schnittkraftermittlung gewählten Berechnungsmethode abhängig ist und dass in Sonderfällen - z. B. zur Tragfähigkeitsbeurteilung älterer Bauwerke - eine nichtlineare Berechnung zur realistischen Erfassung von Zwangbeanspruchungen sinnvoll sein kann.

Investigations on the Influence of Calculation Methods on the Dimension of Constraint Stresses in Reinforced Concrete Structures
A calculation example shows, that the dimension of constraint stresses in reinforced concrete structures depends siginificantly on the calculation method used for the evaluation of stress-resultants. In particular cases - e.g. assessment of the load-bearingcapacity of older buildings - a nonlinear calculation is reasonable to have a realistic assessment of the contraint stresses.