Es werden die gebräuchlichen Verfahren zur Berechnung der Standsicherheit von Böschungen einer vergleichenden Bewertung unterzogen, wie das Verfahren von Bishop, Janbu, Breth (DIN 4108), Bell und Fellenius.

Große Teile älterer Wasserbauwerke bestehen aus massigen Gewichtsstützwänden. Die Bauweise ist durch teilweise mehrere Meter mächtige Querschnitte aus unbewehrtem Beton oder Mauerwerk gekennzeichnet. Neben Erddruck und Einwirkungen aus dem Anlagenbetrieb sind oft hohe Wasserlasten aufzunehmen. Statische Nachrechnungen nach geltendem Regelwerk mit den üblichen vereinfachten Ansätzen führen fast immer zu rechnerischen Standsicherheitsdefiziten, aus denen wiederum aufwendige statische Verstärkungsmaßnahmen oder gar Ersatzneubauten resultieren. Defizite ergeben sich vor allem aus der Vernachlässigung des mehrdimensionalen Spannungs- bzw. Dehnungszustands und dem sehr konservativen Ansatz für den im Bauteilinneren wirkenden Riss- und Porenwasserdruck nach geltender Norm. Im folgenden Beitrag wird anhand erster numerischer Analysen an einem zweidimensionalen FE-Stützwandmodell unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Rissbildung und Verteilung des inneren Wasserdrucks gezeigt, dass mit einer genaueren Erfassung der statischen Verhältnisse rechnerische Sicherheitsreserven klar nachweisbar sind. Es ist empfehlenswert, diese Untersuchungen fortzuführen und auf eine größere Modellpalette auszudehnen, um zu verallgemeinerungsfähigen Aussagen zu kommen und damit die Basis zur Aufwertung des in der Praxis gängigen Ingenieurmodells zu schaffen.

Große Teile älterer Wasserbauwerke bestehen aus massigen Gewichtsstützwänden. Die Bauweise ist durch teilweise mehrere Meter mächtige Querschnitte aus unbewehrtem Beton oder Mauerwerk gekennzeichnet. Neben Erddruck und Einwirkungen aus dem Anlagenbetrieb sind oft hohe Wasserlasten aufzunehmen. Statische Nachrechnungen nach geltendem Regelwerk mit den üblichen vereinfachten Ansätzen führen fast immer zu rechnerischen Standsicherheitsdefiziten, aus denen wiederum aufwendige statische Verstärkungsmaßnahmen oder gar Ersatzneubauten resultieren. Defizite ergeben sich vor allem aus der Vernachlässigung des mehrdimensionalen Spannungs- bzw. Dehnungszustands und dem sehr konservativen Ansatz für den im Bauteilinneren wirkenden Riss- und Porenwasserdruck nach geltender Norm. Im folgenden Beitrag wird anhand erster numerischer Analysen an einem zweidimensionalen FE-Stützwandmodell unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Rissbildung und Verteilung des inneren Wasserdrucks gezeigt, dass mit einer genaueren Erfassung der statischen Verhältnisse rechnerische Sicherheitsreserven klar nachweisbar sind. Es ist empfehlenswert, diese Untersuchungen fortzuführen und auf eine größere Modellpalette auszudehnen, um zu verallgemeinerungsfähigen Aussagen zu kommen und damit die Basis zur Aufwertung des in der Praxis gängigen Ingenieurmodells zu schaffen.

Stability calculations for existing gravity retaining walls
Many parts of older waterway structures consist of gravity retaining walls. The construction is characterized by cross-sections, several meters thick, consisting of unreinforced concrete or masonry. Besides earth pressure and impacts caused by operation, frequently high water loads have to be borne. Static recalculations, applying the existing standards using the normal simplified approach, almost always lead to theoretical deficits regarding structural stability. These, in turn, result in expensive structural reinforcement measures or even replacement constructions. Deficits result especially from neglecting the multidimensional stress and strain states and the very conservative approach of the inner water pressure in form of crack and pore water pressure in accordance with the applicable standards. This article uses the example of numerical analyses performed in a two-dimensional FE-model of a retaining wall, taking into account the interaction between crack formation and distribution of the inner water pressure for each variation considered, to show that calculatory safety margins are clearly detectable. It is recommended to extend the scope of the analysis to a wider range of models, in order to confirm the gained findings as well as to upgrade on this basis the engineering model in common practice.

Die Standsicherheit von Oberflächenabdichtungen auf Deponieböschungen ist nach aktuellen nationalen und europäischen Normen mit dem Teil sicherheitskonzept zu führen. Der Nachweis wird in Anlehnung an den der Gesamtstandsicherheit im Grenzzustand GEO-3 (GZ 1C) geführt. Um den Rechenaufwand gering zu halten und Fehlerquellen zu eliminieren, wird empfohlen, auch die Bemessungszugkraft einer evtl. erforderlichen Bewehrung im Grenzzustand GEO-3 zu ermitteln. Der Beitrag erläutert die Grundlage des Nachweiskonzepts, die Grenzzustandsgleichungen für schichtparalleles Gleiten und die Bemessungs-/Nachweismethode von Bewehrungselementen. Beim Nachweis der Standsicherheit mit diesem Konzept wird das bisherige Sicherheitsniveau beibehalten. Kernfrage des Nachweises ist weniger die Methode, als vielmehr die Festlegung der effektiven Scherparameter, die über lange Zeiträume unter sich ändernden Bedingungen und Alterung der Materialien in den Kontaktflächen des Systems mobilisiert werden können.

Im Beitrag wird die Auswirkung einer Strömungskraft, die sich infolge einer Grundwasserabsenkung hinter einer durchlässigen Verbauwand ergibt, auf den Nachweis der tiefen Gleitfuge behandelt. Die genannte Belastungssituation lässt sich zurzeit mit gängigen EDV-Programmen im Zusammenhang mit dem Nachweis der tiefen Gleitfuge nicht abbilden. Die Fachliteratur behandelt dieses Thema nur lückenhaft. Des Öfteren liegen die Grundwasserabsenkkurven außerhalb des aktiven Gleitkeils der Verbauwände, jedoch innerhalb des für den Nachweis der tiefen Gleitfuge zu betrachtenden Gleitkörpers. In der Praxis wird in solchen Fällen die erforderliche Ankerlänge häufig unter Berücksichtigung des nicht abgesenkten Grundwasserspiegels ermittelt. Anhand von praktischen Beispielen (geschichteter Untergrund, mehrfach rückverankerter Verbau) wird gezeigt, dass die so ermittelten Ankerlängen nicht zwangsläufig auf der sicheren Seite liegen. Ein Nachweiskonzept zur Berücksichtigung der Strömungskräfte wurde im Technischen Büro Tiefbau der Zentralen Technik, Ed. Züblin AG, bodenmechanisch abgeleitet und findet aktuell Anwendung bei Ausführungsprojekten.

Overall stability of anchored walls using sliding block method with due consideration of flow forces.
The paper presents the effect of additional groundwater flow forces that arise as a result of lowering of ground water behind a permeable retaining wall on the overall stability based on the sliding block method. This load situation cannot be solved with current computer programs for the overall stability analysis. The literature also deals with this topic very scarcely. Depending on the permeability of the underground, the groundwater table after drawdown may lie outside the active sliding wedge of a retaining wall, but within the sliding block to be considered for the overall stability of an anchored wall. In such case, the required anchor length is usually calculated in practice assuming a full groundwater table before drawdown. On the basis of practical examples (multi-anchored walls in a multi-layered underground), the article shows that the anchor length determined in such a way may not necessarily lie on the safe side. A concept to account for the groundwater flow forces in the overall stability (sliding block method) has been developed for anchored walls in the geotechnical department of the Zentrale Technik, Ed. Züblin AG. The approach is currently used in practical projects and is presented in detail in the following.

Im Felstunnelbau werden die Tunnelinnenschalen grossteils unbewehrt ausgeführt. Bei der Durchführung von Stabilitätsnachweisen für diese unbewehrten Innenschalen müssen Rechenmodelle und Spannungsanalysen angewendet werden, die den Einfluss derBetonbiegezugfestigkeit und den Einfluss der konzentrierten Rissbildung auf das Tragverhalten der Innenschale berücksichtigen. Dies ist besonders bei Innenschalen unter geringer Normalkraft von Bedeutung. Die Sicherheitsphilosophie ist dem Tragverhaltender unbewehrten Innenschale anzupassen, wobei jedoch die Grenz und Bruchwerte des entsprechenden Regelwerks berücksichtigt werden müssen.

In den Teilen 1 und 2 dieses Aufsatzes wird ein beweglicher zusammengesetzter räumlicher Starrkörperbruchmechanismus für einen grabenbruchartigen Böschungsbruch eines hohen, räumlichen Böschungssystems entwickelt, wie er beim Fensterabbau im Braunkohletagebau zu betrachten ist. Die Sicherheit gegen dieses Versagen wird für verschiedene geometrische Verhältnisse berechnet. Im Teil 3 wird ein Modellversuch beschrieben, der zur Überprüfung der angenommenen Bruch- kinematik etwa im Maßstab 1:50 in einem Freigelände durchgeführt wurde. Der räumliche Böschungskörper wurde aus Mittelsand aufgebaut, die tiefe Ton-Gleitschicht aus aufbereitetem Ton mit hohem Wassergehalt. Die Bewegungen wurden mittels Photogrammetrie der Oberfläche und eingebetteten Säulen aus farbigem Sand gemessen. Der Bruch trat ziemlich genau bei der vorausberechneten Fensterbreite ein. Die Gleitflächen, die auch beim entsprechenden ebenen Problem zu erwarten wären, stellten sich als dünne, ebene Scherfugen in der vorausberechneten Lage und Neigung ein. Die Gleitflächen, die in der Berechnung durch die Dreidimensionalität hinzukommen, bildeten sich als unscharf begrenzte Scherzonen aus. Den Starrkörperbewegungen waren Verzerrungen überlagert. Die Bewegungsrichtungen entsprachen dem Rechenmodell. Den Abschluß bilden die Schlußfolgerungen aus der gesamten Untersuchung.

Für die Berechnung der Sicherheit gegen einen räumlichen Grabenbruch an einer hohen Randböschung eines Braunkohletagebaus wird ein räumlicher zusammengesetzter Starrkörperbruchmechanismus entwickelt und berechnet. Die Grundlagen und Grundgleichungen wurden in Teil 1 behandelt. Der Teil 2 beschreibt die Durchführung der Berechnung, die Optimierung des Bruchmechanismus und typische Berechnungsergebnisse.

Als Beispiel eines räumlichen Böschungssystems wird eine hohe Randböschung in einem Braunkohletagebau betrachtet, deren unterer Bereich wegen einer tiefliegenden Tonschicht mit sehr geringer Scherfestigkeit nur in einem schmalen Fenster zwischen querliegenden Stützkörpern abgebaut wird, um einen ebenen Grabenbruch zu verhindern. Zur Berechnung der Sicherheit gegen einen räumlichen Grabenbruch wird ein räumlicher zusammengesetzter Starrkörperbruchmechanismus entwickelt. Für diesen gelten analoge Gesetzmäßigkeiten bezüglich Kinematik und Statik wie für ebene zusammengesetzte Starrkörperbruchmechanismen. Die Gleichungssysteme werden hergeleitet und im einzelnen angegeben. Die Durchrechnung ergibt, daß die räumliche Berechnung in den meisten Fällen durch eine ebene Berechnung angenähert werden kann, die auf der sicheren Seite liegt. Durch einen Modellversuch etwa im Längenmaßstab 1:50 in einem Freigelände wurden die angenommene und optimierte Bruchkinematik und die vorhergesagte mögliche Fensterbreite überprüft und recht gut bestätigt. Der Aufsatz gliedert sich in drei Teile: Teil 1 - Grundlagen, Teil 2 - Durchführung der Berechnung und Ergebnisse, Teil 3 - Modellversuch und Schlußfolgerungen.

Im vorliegenden Aufsatz wird mit Hilfe räumlicher Finite-Element-Modelle die Standsicherheit der Ortsbrust für Tunnel im Lockergestein untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei die Verifizierung eines analytischen Bruchkörpermodells, wie es grundsätzlich von verschiedenen Autoren [17], [18] vorgeschlagen wurde. Grundlagen, Randbedingungen und räumliche Auflastberechnung werden erläutert. Insbesondere die dem Nachweis zugrundeliegende Bruchkörpergeometrie und der Einfluß der Tunnellage werden auf der Grundlage numerischer Ergebnisse diskutiert und das ermittelte Sicherheitsniveau aus beiden Berechnungsansätzen verglichen.

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Der Geologische Dienst Nordrhein-Westfalen betreibt in der Niederrheinischen Bucht und den angrenzenden Gebieten des Rheinischen Schiefergebirges ein seismisches Netz von der-zeit elf Stationen. Davon sind sechs Stationen mit Starkbebenapparaturen ausgerüstet. Seit Beginn der Registrierung im Jahr 1980 wurden etwa 1000 Beben im Bereich des Stationsnetzes lokalisiert. Von den stärksten Beben (Roermond ML = 5,9 am 13. April 1992, Lüttich ML = 5,1 am 8. November 1983, Alsdorf ML = 4,8 am 22. Juli 2002) liegen digitale Aufzeichnungen vor, von dem Beben bei Alsdorf auch originäre Beschleunigungsregistrierun-gen. Über die seismischen Daten hinaus zeigen paläoseismische Untersuchungen, daß an den aktiven Verwerfungen Beben mit Magnituden bis mindestens MW = 6,9 gerechnet werden muß. Deren Auftretensraten werden aus den langfristigen tektonischen Bewegungsraten berechnet. Mit der daraus resultierenden Magnitudenhäufigkeitsbeziehung werden - auch unter Berück-sichtigung der tertiären Lockergesteinsschicht - Erdbebeneinwirkungen für Wiederkehrperioden von 475 Jahren (DIN 4149) und 2500 Jahren (DIN 19700) berechnet. Die Beschleuni-gungswerte für diese beiden Gefährdungsniveaus unterscheiden sich in etwa um den Faktor 2.

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Aufgrund der Neufassung der Windlastnorm DIN 1055-4 wurde eine Überarbeitung des in dieser Zeitschrift vom Verfasser veröffentlichten Aufsatzes über windbelastete Zylinder erforderlich. Im Zuge dieser Überarbeitung werden die Schnittkrafttabellen für starre Verankerung sowohl für schlanke bis mittelschlanke als auch für stark gedrungene Behälter (Flachbodentanks) angegeben. Der Einfluss einer elastischen Zugverankerung wird exemplarisch untersucht.

Unter dem Begriff “Starre Faltungen” sind neben Faltwerken und ähnlichen Konstruktionen des Bauwesens vor allem Anwendungen des Strukturformprinzips “Faltung” zu verstehen, wie sie z. B. Geodätische Kuppeln darstellen. Ihre facettenartigen dreieckigen oder rautenförmigen Blechelemente bilden einerseits die geometrischen Grundelemente eines regelmäßig geformten Körpers, nämlich der Kugel, andererseits die Bausteine eines Leichtbausystems, mit dem selbsttragende dreidimensional gekrümmte Raumflächen erzeugt werden.
Auf Basis moderner Computermethoden lassen sich auch unregelmäßige, frei geformte Flächen- und Hüllformen unabhängig von mathematisch-funktionalen Beschreibungen generieren, denen verschiedenartige Faltmuster  -  abhängig von der Gestaltung, der Fassadentechnik und dem statischem Verhalten  -  eingeprägt werden können. Diese Faltungen lassen sich geometrisch bis hin zum einzelnen Bauteil beschreiben, ausdetaillieren und in unterschiedlichen Materialien durchkonstruieren. Starre Faltungen repräsentieren so ein Leichtbauprinzip, das auf freie Formen angewendet, neue, noch unerschlossene bautechnische Dimensionen eröffnet.

Rigid Folded Plate Construction as a Principle for Lightweight Buildings.
The term “Rigid Folded Plate Construction” refers to conventional folded plate structures made of concrete as well as to applications of the morphological principle of folding as they are represented by thin-walled-structures like Geodesic Domes. Their facetted triangular elements on one hand form the geometrical basic elements of a regularly, mathematically defined body and on the other hand the structural components of a lightweight construction system.
Based on modern computer methods irregular free-form-surfaces can also be generated independently from mathematical-functional descriptions. These surfaces may be provided with different folding patterns, depending on the design or the requirements due to the façade engineering or static behavior. Those folded structures can be geometrically described down to the individual element and detailed out in different materials. This way rigid folded plate construction represents a principle of lightweight construction for free form facades and structures opening new and still unexplored structural dimensions.

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In many countries observations of the system behaviour are executed during tunnel construction. However, the enormous potential of modern monitoring and evaluation methods is frequently not utilised. This paper presents different and nowadays common evaluation methods and their benefit is highlighted. Case studies are used for illustration.
Beobachtungen des Systemverhaltens während des Tunnelbaus werden in vielen Ländern durchgeführt. Häufig wird jedoch das enorme Potenzial moderner Mess- und Auswertemethoden nicht ausgeschöpft. In diesem Beitrag werden verschiedene derzeit übliche Auswertemethoden dargestellt und deren Nutzen hervorgehoben. Fallbeispiele dienen zur Illustration.

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This article presents a comprehensive review of the state of the art in composite cold-formed steel flooring research over the past couple of years. The most relevant and significant literature references were reviewed to provide some insights into trends and developments in composite cold-formed steel floors. Advantages of this type of composite flooring system are also highlighted. A broad description of mainly two types of composite floor - mainly consisting of cold-formed steel and concrete, and cold-formed steel and timber-based floorboards - are outlined in this study. The experimental and numerical investigations that have been carried out worldwide are likewise discussed in the paper. The most important aspects covered are shear connection behaviour and the flexural and dynamic behaviour of the floors. There is also a brief description of fire testing.

Structural design of offshore wind turbine support structures is a complex process, which has many challenges. In particular in the early phase of a project it is difficult to select the appropriate structural concept and to determine structural masses with reasonable accuracy, without having to go through a time-consuming iterative process. In the more advanced stages, care must be taken that required data for an optimized design has been collected earlier and that the right software tools are available such that all parties involved can execute the design work. In this paper, practical advice is given how this process can be organized and which methods can be used. Furthermore, common mistakes are highlighted, such that those can be avoided.

Entwurfsprozess für Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen - Praktische Vorgehensweisen und Fallstricke während unterschiedlicher Phasen.
Der Entwurf von Tragstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Insbesondere in der frühen Entwurfsphase ist es oft schwierig, die richtige Entscheidung für das Konzept der Tragstruktur zu treffen und die strukturellen Massen mit angemessener Genauigkeit zu bestimmen, da dies häufig in einem zeitaufwendigen Iterationsprozess mündet. Im weiteren Verlauf muss sichergestellt sein, dass alle notwendigen Eingangsdaten für ein optimiertes Design vorliegen und die beteiligten Parteien über die notwendige Software verfügen. In dieser Veröffentlichung werden praktische Hinweise gegeben, wie dieser Prozess durchgeführt werden kann und welche Methoden in welcher Phase angemessen sind. Außerdem werden häufige Fehler beschrieben, damit diese vermieden werden können.