Eine einfache Abänderung der perforierten Verbundleiste wurde an der Fakultät für Bauwesen der TU Prag entworfen. Aufgrund der statistischen Auswertung von vielen Scherversuchen nach ENV 1994-1-1 wurden die charakteristischen Werte der Schertragfähigkeit P Index Rk, die von der Betongüte, von der Queraussteifungsfläche und von dem Teilsicherheitsbeiwert gamma Index V abhängt, ermittelt. Es wurden drei Verbundbalken in wirklichkeitsnahen Abmessungen untersucht. Die Versuchsergebnisse stimmten mit den vorgeschlagenen Schertragfähigkeitsformeln überein; ferner wurde eine beträchtliche plastische Umlagerung der Scherkräfte in Trägerlängsrichtung festgestellt, was eine Reserve für die vorgeschlagene elastische Bemessung der Verdübelung darstellt. Zum Schluß wird eine konkrete Bemessung dargestellt.

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Im Ingenieuralltag bietet sich eine Vielzahl von Aufgaben an, die eine möglichst ausgewogene und präzise Antwort benötigen. Brücken sind räumliche Strukturen, welche die äußerst einfache Funktion der Überwindung von Hindernissen übernehmen müssen. Um diese Funktion zu erfüllen, bieten sich vielfältige Möglichkeiten an, die vom zu überwindenden Hindernis, von der Nutzung der Verbindung und vom bereits vorhandenen bebauten oder unbebauten Umfeld abhängig sind. Folglich stellt die Wahl des eingesetzten Materials, der Typologie des Tragsystems und der Gestaltung der Brücke eine konkrete Lösung dar, die den Anspruch hat, die gestellten Anforderungen und Randbedingungen möglichst schlicht und effizient zu erfüllen. In diesem Beitrag werden verschiedene Projekte präsentiert, die das Resultat der Arbeit eines Projektierungsteams sind und dank der Akzeptanz der Bauherrschaft realisiert werden konnten. Es ist nicht Absicht der Autoren, die Projekte als einzige oder bessere Antwort auf die geforderte Aufgabenstellung zu präsentieren, sondern eine kleine Übersicht über die Möglichkeit, Stahlbrücken als Antwort im komplexen Umfeld anzubieten.

Steelbridges as solution in complex environment
Engineering involves balancing multiple interdependent tasks that require specific answers and interdependent trade-offs. Bridges are spatial structures designed to overcome physical obstacles. There are several ways to accomplish this goal depending on the physical obstacle, how the bridge will be used, and pre-existing environmental or built structures. Consequently, the bridge shape, material, and structural system combine to deliver a precise and efficient solution within the project constraints. In this contribution we outlined various approaches created by a team of engineers that can be developed and built upon the acceptance of the owners and their representatives. The authors' intent is to give a brief overview of the possibilities of using steel bridges as a solution in a complex environment. There is no intent by the authors to show that these options are the only available solution.

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Moderne Deckensysteme müssen neben den statisch-konstruktiven Anforderungen einer Vielzahl weiterer Entwurfsaspekte genügen, um am Markt bestehen zu können. Nachfolgend werden nach einer Einführung die verschiedenen marktgängigen Deckensysteme beschrieben. Im Weiteren werden neuere Entwicklungen von Deckensystemen insbesondere hinsichtlich der Multifunktionalität und der Nachhaltigkeit aufgezeigt.

Steel floor structural systems.
In addition to static and structural requirements, modern floor systems must meet a variety of other design issues, in order to survive on the market. After an introduction, various commercially available floor systems are described. In addition, recent developments of floor systems are presented, particularly concerning multi-functionality and sustainability issues.

Für die stützenfreie Überspannung des großen Theatersaales in dem King Fahd Cultural Centre in Riyadh, erwies sich das Stahlfachwerk als wirtschaftlichste Konstruktion. Entwurf und Montageplanung wurden auf die klimatischen Verhältnisse und die besonderen Bedingungen der Baustelle abgestimmt. Für den Montagezustand waren erhöhte Temperaturdifferenzen zwischen der Stahlkonstruktion und dem Betonunterbau zu berücksichtigen. Trotz der zentralen Lage des Saales, inmitten des Gebäudekomplexes, konnte die Montage mit den auf der Baustelle vorhandenen Hebezeugen und dem vorhandenen Gerüstmaterial bewerkstelligt werden. Geschraubte Stöße und Vormontage am Boden gewährleisteten einen zügigen und sicheren Montageablauf.

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Die Vor- und Nachteile des Bauverfahrens mit Stahlfaser-Pumpbeton wird am Beispiel des Baus eines Abwassersammlers, der mit einem lichten Durchmesser von 2.86 m und ca. 13 m im Grundwasser liegend hergestellt wurde.

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Zur Klassifizierung von Stahlfaserbetonen werden diese über die Nachrissbiegezugfestigkeit, also die Leistungsfähigkeit im Nachrissbereich, in Leistungsklassen eingestuft. Auf makroskopischer Ebene wird das Verhalten des Stahlfaserbetons im Nachrissbereich maßgeblich durch die Art, die Menge, die Verteilung und die Ausrichtung der zugegebenen Fasern bestimmt. Auf der Mesoebene zeigt sich für den Wirkungsmechanismus “Faserauszug” das Verbund- und Auszugverhalten der einzelnen Fasern als ausschlaggebend. Das heißt, die entscheidende Rolle für die Wirksamkeit der Faser wird neben der Menge und Orientierung der Fasern durch faserspezifische Parameter, wie z. B. die Einbindelänge der einzelnen Fasern in die Rissflanken, bestimmt. Diese, für die Faserwirkung spezifischen Parameter konnten mit bisherigen Untersuchungsverfahren nicht bzw. nur zerstörend z. B. durch Aufbrechen und somit verfälscht bestimmt werden. Die im Folgenden vorgestellten Untersuchungen ermöglichen mithilfe der Computer-Tomographie und angepasster Auswerteverfahren eine Charakterisierung der einzelnen, am Lastabtrag beteiligten Fasern und somit die nahezu zerstörungsfreie Ermittlung der Parameter, die maßgeblich das Auszugverhalten aus der Betonmatrix bestimmen.

Steel fiber concrete - Characterization of crack-crossing fibers by computer tomography
Steel fiber concretes are classified into performance classes based on the post-crack flexural strength performance in the post-crack area. On the macroscopic level, the behavior of steel fiber concrete in the post-crack area is largely determined by the type, quantity, distribution and orientation of the added fibers. At the meso-level, the bonding and pull-out behavior of the individual fibers turns out to be decisive. Thus, the effectiveness of fibers is mainly determined by quantity and orientation of fibers as well as by fiber-specific parameters, such as embedment length of individual fibers in the crack flanks.
These fiber-specific parameters could either not or only destructively be determined. However, splitting concrete specimens can falsify these parameters. The investigations presented enable a characterization of the individual fibers involved in load transfer by computed tomography and an adapted evaluation method. This allows an almost non-destructive determination of fiber-specific parameters that are decisive for the pull-out behavior of fibers embedded in the concrete matrix.

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Für Schornsteinfutter, die fast ausschließlich durch Temperaturunterschiede zwischen der warmen Futterinnen- und der kalten Futteraußenseite beansprucht werden, wurde Stahlfaserbeton offensichtlich noch nicht verwendet. Es erschien daher erforderlich, in Tastversuchen zunächst zu klären, wie sich die Risse in derartig beanspruchten Bauteilen ausbilden. Dabei zeigte sich, daß es in Abhängigkeit von der Faserart und den Faserabmessungen augenscheinlich einen Mindestgehalt von Stahlfasern gibt, bei dem in temperaturbeanspruchten Bauteilen anstelle weniger großer Risse viele kleine Risse auftreten. Ausgehend von diesen Erkenntnissen wurden zielgerichtet Versuche zum Nachweis der Nutzungsfähigkeit durchgeführt, so daß die Genehmigung zur mehrfachen Anwendung von Stahlfaserbeton mit runden Stahldrahlfasern 0,44/50 mm bei einem Fasergehalt von 60 kg/m3 für Schornsteinfutter von kleinen Heizungsanlagen erwirkt werden konnte.

Stahlfaserbeton wird in Deutschland seit etwa Mitte der 1970er-Jahre eingesetzt. Besondere Vorteile bietet die Zugabe von Stahlfasern beim Betonieren von Kellerwänden, Fundamenten, Fundamentplatten, Kellersohlen und Industrie- bzw. Hallenböden. Stahlfaserbeton ist ein Material mit besonderen Eigenschaften. Hervorzuheben ist seine große Duktilität, sowohl bei Druck- als auch bei Zugbeanspruchung. Mit Stahlfaserbeton können in den Bereichen Zugspannungen aufgenommen werden, in denen eine Einlage von Betonstahlbewehrung große Mühe bereitet. Die Berücksichtigung der Faserwirkung in den Bemessungsansätzen für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit wird durch die vor kurzem erschienene DAfStb-Richtlinie “Stahlfaserbeton” spezifiziert. Der Beitrag stellt die wesentlichen Inhalte der Richtlinie vor.

Es wurde eine Spannungs-Dehnungbeziehung für Stahlfaserbeton entwickelt, die unabhängig von Einflußfaktoren wie Bauteilhöhe, Fasergeometrie und Langzeitbeanspruchungen ist. Der Beitrag stellt sie vor und zeigt, daß damit ein nahtloser Übergang zur Bemessung nach DIN 1045-1 möglich ist.

Stahlfaserbeton ist ein Material, das bisher weniger für konstruktive Zwecke als zur Verbesserung des spröden Betonverhaltens eingesetzt wurde. Der Beitrag stellt innovative Anwendungen des Stahlfaserbetons vor, die auf der Grundlage von Versuchen am iBMB der TU Braunschweig entwickelt wurden. Eine der ersten Anwendungen, wo die Tragfähigkeit des Stahlfaserbetons berücksichtigt wurde, waren die rückverankerten Unterwasserbetonsohlen am Potsdamer Platz in Berlin. Als Beispiel für eine kombinierte Bewehrung werden die Versuche und die Probestrecke der fugenlosen Festen Fahrbahn für die Deutsche Bahn AG dargestellt. Als neues Konstruktionsprinzip gelten die pfahlgestützten Bodenplatten. Hier wurde das Trag- und Verformungsverhalten untersucht und ein auf die speziellen Verhältnisse dieses Bauteiles abgestimmtes Bemessungskonzept entwickelt.

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister anlässlich seines 60. Geburtstages gewidmet
Stahlfaserbetonbauteile benötigen gegenüber konventionellen Stahlbetonbauteilen besondere Methoden zur Dimensionierung. Lineare Schnittgrößenberechnungen sind meist wenig hilfreich, weil sie Tragreserven aus Umlagerungsmöglichkeiten deutlich unterschätzen. Materiell nichtlineare Berechnungen wie die Bruchlinientheorie bieten sich an. Für die Bemessung ist der aus der Faserwirkung additiv entstehende Zuganteil einzubeziehen, was gesonderte Ansätze und Verfahren zur Gleichgewichtsiteration erfordert. Die Fasertragwirkung wird dabei als Eingangswert über Leistungsklassen gewählt und nicht etwa wie bei klassischen Bemessungen als Ergebnis bestimmt. Es bleibt dann unklar, ob die a priori getroffene Wahl wirklich wirtschaftlich war. Der Beitrag stellt dazu eine gekoppelte Lösungsstrategie vor. Sie nutzt zunächst wirtschaftliche, nichtlineare Schnittgrößenermittlungen. Auf Querschnittsebene werden die Schnittgrößen zur Biege- und Querkraftbemessung von beliebig bewehrten Rechteckquerschnitten verwendet. Angeschlossen ist dabei auch die Rissbreitenbeschränkung. Letzter Schritt ist die rückwärtsgerichtete Optimierung der Faserklassen, welche die Leistungsklassen in Wertung der Bemessungsergebnisse auf tatsächlich nötige Größen reduziert. Das gekoppelte Verfahren ist in einem intuitiv nutzbaren Tabellenkalkulationsprogramm implementiert, welches zum freien Download zur Verfügung steht. Beispiele zeigen die Anwendung und Konsequenzen für die Praxis.

Practical calculation, design and optimization of steel fibre reinforced concrete structures
Compared to conventional reinforced concrete structures, steel fibre reinforced concrete structures require special design methods. Linear-elastic calculations of internal forces are usually not very helpful because they significantly underestimate the load-bearing reserves from redistribution. Nonlinear calculation methods, such as the yield line theory, are more appropriate. For the design, the additive tensile component resulting from the fibre effect must be included, which requires separate approaches and procedures for equilibrium iteration. Herein, the fibres' contribution is chosen as input by means of classes but not as a result of conventional design. It then remains unclear whether the a priori choice was economical. The contribution presents a coupled solution strategy. First, it uses economic, non-linear internal force calculations. On cross-sectional level, the internal forces are used for bending and shear design of arbitrarily reinforced rectangular cross-sections. The crack width limitation is also included. The last step is the backward optimization of the fibre classes, which reduces the performance classes to the actual necessity with respect to the design results. The coupled procedure is implemented in an intuitively usable spreadsheet program, which is available for free download. Examples show the application and consequences for practice.