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The experimental results for quasi-brittle materials such as concrete and fibre-reinforced concrete exhibit high variability due to the heterogeneity of their aggregates, additives and general composition. An accurate assessment of the fracture-mechanical parameters of such materials (e.g. compressive strength fc and specific fracture energy Gf) turns out to be much more difficult and problematic than for other engineering materials. The practical design of quasi-brittle material-based structures requires virtual statistical approaches, simulations and probabilistic assessment procedures in order to be able to characterize the variability of these materials. A key parameter of non-linear fracture mechanics modelling is the specific fracture energy Gf and its variability, which has been a research subject for numerous authors although we will mention only [1, 2] at this point. The aim of this contribution is the characterization of stochastic fracture-mechanical properties of four specific, frequently used classes of concrete on the basis of a comprehensive experimental testing programme.

Support structures for offshore wind turbines are loaded by wind and waves. In deeper water so-called jacket substructures are used, which use driven piles as foundations. In around 40 m water depth and for wind turbines of the 5MW class, these piles are approximately loaded equally by wind and waves.
This paper presents investigations into the superposition of the stochastic processes wind and waves. The response statistics due to turbulent wind loading are analysed in detail. For stochastic wave loading a method is given which allows for the consideration of the nonlinearity of large waves in the time domain. A simple approach to determine design loads for combined wind and wave loading is outlined at the end of this paper.

Stochastische Modellierung von durch Wind und Wellen induzierte Lasten auf Jacket-Gründungspfähle.
Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen werden durch Wind und Wellen belastet. In größeren Wassertiefen werden fachwerkartige Strukturen, so genannte Jackets, eingesetzt, die mit Rammpfählen im Meeresgrund verankert sind. Die Belastung dieser Pfähle wird bei Wassertiefen um die 40 m und Windenergieanlagen der 5-MW-Klasse in etwa gleichermaßen durch Wind und Wellen beansprucht.
In diesem Beitrag werden Untersuchungen zur Überlagerung der beiden stochastischen Prozesse Wind und Welle vorgestellt. Es wird auf die Extremwertstatistik der dynamischen Systemantwort infolge der turbulenten Windeinwirkung detailliert eingegangen. Bezüglich des stochastischen Seegangs wird eine Methodik vorgestellt, mit der die nichtlinearen Eigenschaften großer Wellen für eine Überlagerung im Zeitbereich berücksichtigt werden können. Abschließend wird ein einfacher Ansatz präsentiert, der für die Ermittlung der Bemessungslasten infolge von Wind und Wellen verwendet werden kann.

Der bis 1965 hergestellte vergütete Spannstahl weist eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion auf. Ein Ausfall des Spannstahls in einzelnen Bauteilen während der Nutzung kann nicht ausgeschlossen werden, sowohl bei Brücken als auch bei Hochbauten. In diesem Beitrag wird mit Hilfe der Stochastik jedoch gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit eines Versagens ohne An kün digung durch die Rissbildung bei Spannbetonbauteilen mit meh reren Spanngliedern, wie dies bei Brücken in der Regel der Fall ist, im Allgemeinen sehr gering ist. Für eine bessere statistische Aussage ist eine gezielte Untersuchung zur Feststellung des Schadenablaufs von Spannstahl im Bauwerk sehr wünschenswert.

Stochastic estimation for failure probability of prestressed concrete members due to stress corrosion considering different failure processes of tendons.
The hardened and tempered prestressing steel, which was manufactured by 1965, exhibits a high sensibility to stress corrosion. The loss for the bearing capacity of the individual tendon during the service life can not be excluded, both for bridges and building structures. However, in this contribution, by using stochastic method, it is demonstrated that the failure probability for existing prestressed concrete structures without prior announcement by cracking is very small. For a better statistical estimation, the inspection of the failure processes of the tendons in structures is very helpful.

Die Höhe der Risikokosten eines Bauprojekts hängt von einer Vielzahl von Projektkenngrößen ab, u. a. von der Höhe der Projektbauleistung. Daher werden in dieser Studie Risikokosten von 26 Einzelrisiken für drei projektbauleistungsabhängige Kategorien (< 200 000 , 200 000-1 000 000 sowie 1 000 000-2 500 000 Projektbauleistung) für Projekte des Hoch- und Ingenieurhochbaus bei Einheitspreisverträgen unter Vereinbarung der VOB/B betrachtet. Durch eine deterministische Risikokostenberechnung konnte festgestellt werden, dass sowohl die Höhe als auch die Rangfolge der Einzelrisiken in Abhängigkeit von der Projektbauleistung variiert. Die Höhe der Risikokosten steigt zwar prinzipiell mit zunehmender Projektbauleistung, ist jedoch bei Projektbauleistungen zwischen 200 000 und 1 000 000 prozentual am höchsten.
Darüber hinaus wird eine stochastische Risikokostenberechnung mittels Monte-Carlo-Simulation für die drei projektbauleistungsabhängigen Kategorien durchgeführt. Dadurch können die Bandbreiten der Risikokosten dargestellt werden. Eine durchschnittliche Betrachtung der drei Kategorien hat ergeben, dass die Risikokosten - ohne Berücksichtigung von Chancen - mit 90 %iger Wahrscheinlichkeit in einer Brandbreite von 2, 71-8, 67 % der Projektbauleistung liegen. Die Ergebnisse unterstützen den Auftragnehmer, die Risikokosten bereits in der Angebotskalkulation nach Marktlage, unternehmensspezifischer Risikobereitschaft und strategischen Überlegungen zu bestimmen.

Stochastic calculation of risk costs in construction projects during cost estimation
The amount of risk costs of construction projects depends on various project parameters, among others on the construction output. Therefore, in this study the amounts of risk costs of 26 risks are determined for three categories of construction output (< 200 000 , 200 000-1 000 000 and 1 000 000-2 500 000 construction output). Only building construction projects with a construction output ≤ 2 500 000 and unit price contracts applying the VOB/B are considered. By the use of a deterministic risk cost calculation it was shown that both, the amount of the risk costs and the order of priority of the risks vary, depending on the amount of the construction output.
Furthermore, a stochastic risk cost calculation applying the Monte Carlo Method is used to reveal the range of risk costs depending on the construction output. Through the consideration of the average of the three categories it can be pointed out that the risk costs - without taking chances into account - range between 2.71 and 8.67 % of the construction output. The results facilitate the contractor during the tender calculation to determine the amount of risk cost depending on the market situation, the company-specific risk disposition as well as strategic considerations.

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Kohlenstoffaser-Verbundwerkstoffe gewinnen zusehends nicht nur in der Betonerhaltung an Bedeutung. Neben den Kohlenstoffaser-Lamellen werden auch -Gelege, -Gewebe-, -Kabel eingesetzt. Die Kohlenstoffaser-Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht und ausgezeichneten Ermüdungswiderstand aus. Nach einer einführenden Diskussion über das Trag- und Verformungsverhalten wird die Formulierung der Verbundbruchkraft bzw. der dazugehörenden Verankerungslänge für Kohlenstoffaser-Lamellen aus der Literatur dargestellt. Auf der Grundlage von über 1200 Meßaufnahmen und deren statistischen Auswertungen wird eine stochastische Modellierung von aufgeklebten Kohlenstoffaser-Verbundwerkstoffen vorgenommen. Die ermittelten Teilsicherheitsfaktoren beziehen sich auf eine Versagenswahrscheinlichkeit von Pf = 1 · 10-6. Die dargestellten Ergebnisse können bei Lamellen, Gelegen, Geweben und Kabeln aus Kohlenstoffasern für deren Bemessung Anwendung finden.

In der Bauwerkserhaltung gewinnt die permanente Überwachung mittels Monitoringsystemen immer mehr an Bedeutung. Es ist ein vorrangiges Ziel der Bauwerkserhaltung, diese Überwachungsergebnisse mit numerischen Methoden zu koppeln, um damit die Bestimmung der Zuverlässigkeit der Struktur zu ermöglichen. Eine Möglichkeit, die Monitoring Daten effizient für die Erhaltungsplanung zu nutzen, bieten die "Sensitivity Factor Evolution Methode" und die Neuronale Netzwerktechnik. Diese Verfahren werden gemeinsam mit einem kurzen Exkurs über die stochastische Modellbildung von Beton im folgenden Artikel vorgestellt.

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Für eine zutreffende Beschreibung des Tragverhaltens und der Festigkeitseigenschaften von Mauerwerk ist die Kenntnis der vollständigen Stoffgesetze der Einzelkomponenten, d. h. der Mauersteine und des Verbundes in den Mörtelfugen, unerlässlich. Am Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen wurden die Stoffgesetze der im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes ESECMaSe entwickelten Kalksandsteine und des Dünnbettmörtels ermittelt. Hierbei wurden neu entwickelte Untersuchungsmethoden und Prüfverfahren angewendet.

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Die Berechnungen von Baugrubenwänden werden bisher nach den Empfelungen des Arbeitskreises für Baugruben (EAB) durchgeführt. Der dabei auf die Baugrubenwand wirkende Gesamterddruck ist nach der klassischen Erddrucktheorie anzusetzen.Bei Messungen an tiefen Baugruben hat sich herausgestellt, daß die getroffenen Erddruckannahmen in der vermuteten Weise nicht bestätigt werden können. Für die genauere Untersuchung der Erddruckverteilung, die sich nach vollendetem Aushub einer Baugrube einstellt, wurde ein nichtlineares Stoffmodell gewählt, das die physikalischen Eigenschaften des Bodens modelliert. Auf der Grundlage dieses Stoffmodells sind mit Hilfe eines Finite-Elemente-Programms Berechnungen verschiedener Baugruben durchgeführt worden. Die Ergebnisse entsprechen Beobachtungen, die insbesondere hinsichtlich der Erddruckverteilung und der Entsteheung von vertikalen Gewölben im Bereich des von der Wand gestützten Bodens gemacht worden sind.

Seit 1997 wurden weltweit ca. 30 Brücken aus UHFB (Ultrahochfester Beton) gebaut. Wegen der hohen Leistungsfähigkeit von UHFB, vor allem in Bezug auf seine Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften, ist er geradezu prädestiniert für Ingenieurbauwerke und damit auch für Brücken. Übliche Konstruktionsprinzipien des Betonbaus lassen sich jedoch nicht einfach auf den neuen Werkstoff übertragen. Die konsequente Einbeziehung der Eigenschaften und Besonderheiten des neuen Werkstoffes sowie die Berücksichtigung der Forderungen der Nachhaltigkeit führen zu filigranen, modularen und flexiblen Bauweisen, die sich ihrem Konstruktionsprinzip nach zwischen Beton- und Stahlkonstruktionen einordnen lassen. Bei Betrachtung der gesamten Lebenszykluskosten sind mit solchen Bauweisen wirtschaftliche Bauwerke mit eminentem Nutzen für die Volkswirtschaft möglich. Nach einer allgemeinen Betrachtung werden anhand der Erfahrungen bei Konstruktion, Bemessung und Ausführung von drei verschiedenen Pilotprojekten in Österreich die Besonderheiten und neuen Erkenntnisse beispielhaft erläutert.

Special Features of Material and Structure in the Application of UHPC for Bridge Construction exemplified by three Pilot Projects
Since 1997 nearly 30 bridges have been built worldwide using UHPC (Ultra High Performance Concrete). Due to the high performance of UHPC, especially owing to its strength and durability properties, this material is predestined for engineering structures and as a result also for bridges. Common design philosophies in concrete construction can not easily be adapted to this new material. The consistent incorporation of the properties and special features of this new material as well as the demands for sustainability lead to filigree, flexible and modular buildings. Therefore the design philosophy can be classified between concrete and steel constructions. Considering the complete life-cycle costs, such constructions permit economical buildings with an eminent benefit for the national economy. After general consideration, the special properties and the new insights gained are exemplified based on experiences during construction, dimensioning and implementation of three different pilot projects in Austria.

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Im ersten Teil (1) waren die Verteilungskoeffizienten und die Diffusionskoeffizienten für organische Schadstoffe in der PEHD-Dichtungsbahn bestimmt worden. In diesem Teil werden experimentelle Nachweisgrenzen für die Diffusion von Kationen und Anionen aus der wässerigen Lösung durch PEHD-Bahnen angegeben, da eine Permeation nicht zu beobachten ist. Typische effektive Diffusionskoeffizienten für organische und anorganische Stoffe in mineralischen Dichtungen werden zusammengestellt. Auf dieser Grundlage wird die diffuse Durchlässigkeit der Kombinationsdichtung für organische und anorganische Schadstoffe in wässriger Lösung abgeschätzt und damit die Frage beantwortet: Wie dicht ist die Kombinationsdichtung? Die Ursachen von Fehlstellen in Dichtungsbahnen und deren Auswirkung auf die Undurchlässigkeit der Kombinationsdichtung werden diskutiert.

In den ersten beiden Teilen war der Stofftransport in der PEHD-Dichtungsbahn und in mineralischen Dichtungen beschrieben und auf dieser Grundlage die Dichtigkeit (Permeabilität) einer einwandfrei hergestellten Kombinationsdichtung quantifiziert worden. Die Kombination einer Dichtungsbahn mit einer mineralischen Dichtung soll jedoch ein robustes, fehlertolerantes Abdichtungssystem ergeben, bei dem Fehlstellen in gewissem Umfang akzeptiert werden können. Die verschiedenen Modelle zur Beschreibung der Auswirkung von Fehlstellen in der Dichtungsbahn und die Annahmen über Art und Häufigkeit der Fehlstellen werden diskutiert. Die bislang oft verwendeten Ansätze überschätzen stark diese Auswirkungen bei der Kombinationsdichtung. Die Auswirkung von Fehlstellen im Bereich stehengebliebener Wellen in der Dichtungsbahn wird eingehender erörtert. Solche Wellen können die Fehlertoleranz beeinträchtigen.