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Ausgehend von einem idealisierten Verbundgesetz werden die Längenänderungen eines gerissenen Stahlbetonstabes im Bereich der Risse und zwischen den Rissen in Abhängigkeit von der Zugkraft des Gesamtquerschnitts formuliert. Aus einer Bedingungsgleichung für die Summe aller Längenänderungen kann dann die Zugkraft und damit der Zustand des Balkens eindeutig bestimmt werden.

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Bei Ermüdungsnachweisen von Betonstrukturen, vor allem im Bereich Offshore, wird die schrittweise Degradation von Materialparametern oftmals nicht berücksichtigt. Eine Auswirkung dieser Schädigung des Materials in Teilbereichen des Betonquerschnitts in Abhängigkeit des Belastungszustands ist eine Spannungsumlagerung innerhalb des Querschnitts und somit die Verlängerung der theoretischen Nutzungsdauer der Betonstruktur. Beton wird in seinen Eigenschaften mithilfe von Materialparametern näher bestimmt. Ein sehr wichtiger Materialparameter ist der E-Modul, auch Elastizitätskoeffizient genannt. Ein Weg, die Schädigung des Materials in einer FE-Analyse zu berücksichtigen, ist die schrittweise Anpassung und Minimierung des E-Moduls. Um ein Bauwerk zu bemessen, seinen internen Spannungsverlauf oder sein Verformungsverhalten vorherzusagen, ist es somit von großer Wichtigkeit, diesen Parameter genau zu bestimmen, seine Veränderung mit der Zeit und aufgrund seiner Belastungshistorie zu kennen. In diesem Beitrag wird zusätzlich zur Robustheits- und Redundanz-Definition auch eine Lebenszeitberechnung des Strabag-Testfundaments in Cuxhaven nach Model Code 1990 für die geplanten Ermüdungsversuche mit realistisch verändertem E-Modul ausgeführt. An der Fallstudie Cuxhaven wird mithilfe eines linearen, iterativen Modellbildungsprozesses die Nutzung der Robustheit des Systems für die Verlängerung der verbleibenden Nutzungsdauer gezeigt.

Concrete structures under cyclic loading - robustness and redundancy considerations for residual lifetime optimization
Concerning fatigue analysis of concrete structures, especially in offshore areas, the continuous degradation of material parameters is not taken into account. One effect of the damaged material structure in parts of the concrete cross section is the stress redistribution from highly loaded (damaged) areas to low loaded (undamaged) areas and therefore an elongation of the theoretical residual service life. Concrete is described by the use of material parameters. A very important parameter is the E-modulus, also called the modulus of elasticity. A possibility to consider the degradation process within the material concrete is the gradual adaption and minimization of the E-modulus. In order to analyze and dimension a structure, to predict the internal stress distribution and deflection behavior, it is very important to specify this parameter and to know the variation according loading history and time.
In addition to robustness and redundancy definition given in this article, a life time calculation of the Strabag gravity base test foundation in Cuxhaven according Model Code 1990 for the planned fatigue tests with realistic reduction of E-Modulus is performed. Concerning the case study “Cuxhaven” the use of system robustness in order to extend the residual service life is been demonstrated by means of a linear iterative modeling process.

Im modernen Verkehrswegebau, insbesondere im Eisenbahnbau, ist die Fragestellung der Kornstabilität und des Langzeitverhaltens nichtbindiger Böden und Schotter von großer Bedeutung. Dies gilt besonders auch im Hinblick auf die Grenzen konventioneller Schotteroberbausysteme bei zunehmenden Fahrgeschwindigkeitserhöhungen. Mit dem entwickelten zyklisch-viskoplastischen Stoffansatz ist es möglich, das plastische und elastische Langzeitverhalten in Abhängigkeit von den Belastungsrandbedingungen und Spannungszuständen sowie wesentlicher Materialeigenschaften zu beschreiben. Durch die numerische Umsetzung des Stoffansatzes kann zwischenzeitlich auch das plastische Langzeitverhalten komplexer dreidimensionaler Strukturen zufriedenstellend berechnet werden.

Im Beton- und Stahlbetonbau kommen Befestigungsmittel für die Verbindung von verschiedenen Bauteilen zum Einsatz. Um die Tragsicherheit solcher Befestigungen zu gewährleisten, werden im Rahmen der Produktqualifizierung experimentelle Eignungsprüfungen durchgeführt. Hier stellen zyklische Versuche eine besondere Herausforderung für die Prüftechnik dar, wobei die Aufbringung der Beanspruchung in der Regel mit servohydraulischen Prüfzylindern erfolgt. In diesem Beitrag wird eine alternative Prüfmethode vorgestellt, die auf dem Prinzip der Schwingungsanregung von Systemen mithilfe elektrodynamischer Shaker oder Unwuchterreger beruht. Damit lassen sich Belastungssituationen wie wiederholte Belastungen auf den Anker oder zyklische Rissöffnungen im Beton erzeugen, die bei der Anwendung von Befestigungen unter statischer bzw. quasi-statischer Einwirkung, aber auch bei Erdbeben- und Ermüdungsbeanspruchung auftreten können. Im Gegensatz zu den gegenwärtigen Zulassungsprüfungen erlaubt die dargestellte Methode, vollständige Verbindungsdetails unter realitätsnahen Randbedingungen zu testen. Dadurch ist es u. a. möglich, die Interaktion zwischen Befestigung und der angeschlossenen Konstruktion zu untersuchen.

Cyclic testing of fastenings in concrete by means of vibration excitation
In concrete and reinforced concrete constructions, fasteners are used to connect various components. In order to ensure the structural safety of such fastenings, experimental suitability tests are performed within the product qualification. In this context, cyclic tests represent a particular challenge for the testing technology, whereby the application of the load is usually carried out with servo-hydraulic test cylinders. This paper presents an alternative testing method based on the principle of vibration excitation of systems by means of electrodynamic shakers or unbalance exciters. Therewith, load situations such as repeated loads on the anchor or crack cycling in the concrete can be generated for fasteners which are used under static or quasi-static actions, but also in case of seismic and fatigue loading. In contrast to current qualification tests, the method presented herein allows to test complete connection details under realistic boundary conditions. Thus it is possible, among other things, to investigate the interaction between the fastening and the connected construction.

Zyklische Schubversuche sind eine gängige Methode, um die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von Wänden bei dynamischen Belastungen in horizontaler Richtung, wie sie zum Beispiel bei Erdbeben auftreten, zu beurteilen. In der vorliegenden Arbeit werden zyklische Schubversuche an 36 Wänden aus verschiedenen Mauerwerksarten beschrieben, die Testergebnisse gezeigt und mit rechnerischen Widerständen laut Eurocode 6 verglichen. Nach einer Auflistung der verwendeten Baustoffe werden für alle untersuchten Wände die verwendeten Materialien und deren Abmessungen angegeben. Darauf folgt eine Beschreibung der verwendeten Versuchsaufbauten an den Instituten UTCB in Bukarest sowie ZAG in Ljubljana. Den Hauptteil bilden die Darstellung der Messwerte hinsichtlich erreichbarer Traglasten und Driftwerte sowie die Ermittlung einer bilinearen Näherung für jeden Versuch. Im Anschluss daran werden die einhüllenden Kurven der Hystereseschleifen aller Versuche gezeigt und miteinander verglichen. Abschließend wird ein Vergleich der gewonnenen Versuchsergebnisse mit rechnerischen Widerständen laut Eurocode 6 gezeigt. Mit diesen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Wände aus Mauerwerk große Driftkapazitäten aufweisen und die Bemessung mit den Modellen des Eurocode 6 sehr realitätsnahe Ergebnisse liefert und bei der Bemessung von Mauerwerk aus betonverfüllten Ziegeln mit einer Verbundsteinfestigkeit - vor allem für stärker bewehrte Wände - konservativere Ergebnisse erzielt werden.

Während das Materialverhalten von Carbonbeton bei statischer Belastung bereits seit geraumer Zeit untersucht wird, ist jenes unter nicht vorwiegend ruhender Belastung noch nicht ausreichend erforscht. Zur weiteren Untersuchung des Ermüdungsverhaltens müssen zunächst geeignete Versuchsaufbauten zur Verfügung stehen. Zur Ermittlung des Verbundverhaltens unter zyklischer Beanspruchung werden hierfür zwei Versuchsaufbauten - ein Endverankerungs- und ein zweiseitiger Auszugversuch, welche bereits statisch erforscht wurden - vergleichend betrachtet und auf ihre Eignung für zyklische Untersuchungen geprüft. Hierfür wurden statische Referenzversuche und zyklische Versuche bei verschiedenen Lastniveaus durchgeführt. Diese Versuche wurden hinsichtlich verschiedener Vergleichskategorien wie z. B. Versagensmechanismen, Entwicklung von Verformungen und Steifigkeit sowie die Bruchlastspielzahl ausgewertet und die Streuung der erzielten Ergebnisse betrachtet. Nach Abschluss der Diskussion der Versuchsergebnisse kristallisiert sich der zweiseitige Auszugversuch als geeigneter heraus.

Bond tests on carbon reinforced concrete under cyclic loading - Comparison of different test setups
The material behavior of carbon reinforced concrete under static loading has been investigated for considerable time. That under cyclic loading however has still to be examined. For that suitable test setups have to be available. For the determination of the bond behavior of carbon reinforced concrete under cyclic loading two test setups - the end anchorage and the double sided pullout test, which have already been investigated in static tests - were proved and compared. Therefor static reference tests and cyclic tests under different loads were carried out. The results were analyzed in different categories for comparison, such as failure mechanisms, development of deformations and stiffness, and number of cycles to failure. Furthermore, the scattering of the test results was considered. After the discussion of the test results the double sided pullout test will be named more suitable.

Berichtet wird über drei Versuchsreihen an axialgedrückten elastisch-plastisch beulenden Zylinderschalen mit und ohne Innendruck. Die Versuche mit reiner Axialbelastung bestätigen, daß bei Ansatz der zutreffenden Fließgrenze die Einführung eines Fließplateaus eine sinnvolle untere Grenzkurve darstellt. Die Untersuchungen mit zusätzlichem Innendruck haben gezeigt, daß im Bereich kleiner Schlankheiten der Innendruck die bezogenen Beulspannungen nicht mehr ansteigen, sondern abfallen läßt - daß die Regelung in der DIN 18 800 Teil 4 also auf der unsicheren Seite liegt. Eine Analyse der vorliegenden Versuchsergebnisse hat schließlich Aufschluß über die Wirkung von geometrischen Imperfektionen einerseits und strukturellen bzw. Randlagerungsimperfektionen andererseits gebracht.

Bei der Bemessung von Stahlbetonbauten für die Beanspruchung aus Erdbeben nach EC 8 ist mit einem Abplatzen der Betondeckung in den kritischen Bereichen von Stützen, in denen eine Umschnürungsbewehrung vorgesehen ist, zu rechnen. Es wird gezeigt, daß durch diese Umschnürungsbewehrung sowohl das Erreichen eines Zielwerts des Krümmungszähigkeitsfaktors als auch die Erhaltung der Biegetragfähigkeit eines Querschnitts bei Abplatzen der Betondeckung gesichert wird.

Es werden Empfehlungen für die Bemessung von aussteifenden Wandscheiben in Erdbebengebieten gegeben, die durch Tür- und Fensteröffnungen erheblich geschwächt sind.

Kaltgefertigte Hohlprofile europäischer Hersteller weisen in der Regel bessere Zähigkeitseigenschaften auf als in DIN EN 10219 gefordert. Gleichwohl treten häufig Schwierigkeiten beim Einsatz kaltgefertigter Hohlprofile auf, da die Nachweisregeln zur Stahlgütewahl nach DIN EN 1993-1-10 dafür nicht anwendbar sind. Deswegen wurde ein Bemessungskonzept zur Stahlgütewahl entwickelt, welches auf realen Zähigkeitsmessungen an kaltgefertigten Hohlprofilen und effektiver Dehnungen beruht. Diese plastischen Dehnungen in den gebogenen Bereichen können zu einem Abfall der Materialzähigkeit führen. Für kreisförmige und rechteckige kaltgefertigte Hohlprofile wurde infolgedessen ein Verschiebungsterm DTcf zur Berücksichtigung dieser Zähigkeitsreduktion in Analogie zum temperaturbasierten Sprödbruchkonzept in DIN EN 1993-1-10 abgeleitet.

Toughness performance of cold-formed structural hollow sections for low temperatures.
European cold-formed hollow sections in general exhibit better toughness properties than required by EN 10219. However, limits in applying the toughness related rules for the choice of steel material in EN 1993-1-10 to cold-formed hollow sections still constitute barriers to free marketing. An assessment procedure has been developed which is based on toughness measurements and effective strains. Such plastic strains may occur in the bent areas associated with a toughness reduction. For the degradation of these toughness properties an appropriate temperature shift DTcf has been derived for both circular and rectangular hollow sections.

Die zur Beurteilung des Verhaltens von Bauteilen und Bauwerken unter dynamischen Katastrophenlasten (aussergewöhnliche stossartige Einwirkungen, Erdbeben) dienenden Zähigkeitsfaktoren lassen sich bei biegebeanspruchten Stabwerken günstig auf Querschnittszähigkeitsfaktoren zurückführen. Es werden verschiedene mögliche Vorgehensweisen bei der Ermittlung der Querschnittszähigkeitsfaktoren ( Kriterien für das Erreichen des rechnerischen Bruchzustands, Formulierungen für Baustoffkennlinien unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses der Bügelbewehrung auf die Betonkennlinie ) dargstellt. Anschliessend werden Einflüsse auf Zähigkeitsfaktoren untersucht und Diagramme zur einfachen Bestimmung der Querschnittszähigkeitsfaktoren von Stahlbeton-Rechteckquerschnitten und I-förmigen Wandscheibenquerschnitten angegeben.

Die Kenntnis über die Bewegungsvorgänge beim Füllen und Entleeren von Silos und über die dabei auftretenden Belastungen konnte durch Messungen an Modellen erheblich erweitert werden. Bei der Anwendung dieser Kenntnisse in der Bunker- und Silotechnik entstehen ähnlichkeitstheoretische Probleme, die anhand konkreter Fälle untersucht werden.

Es werden verschiedene Modellgesetze wie von Newton, Reynolds, Couchy, Weber, Mosonyi erläutert und das metrische Massystem hierauf angewendet.

Einige Jahre nach der Inbetriebnahme des Sturmflutsperrwerks bei Rotterdam zeigte das Gelenklager Abnutzungserscheinungen in den MoS2-Gleitflächen. Nach einer Analyse der Ursachen wurde die Konstruktion geändert. Bei dieser nderung wurden andere Werkstoffe eingesetzt, um den Unterhaltungsaufwand zu verringern. Der Neuentwurf der Gleitflächen führte zu einer Lösung mit einer Gleitpaarung von Gleitstücken aus Ultrahochmolekular-Gewichts-PE mit Karbonfaserringen und einer Gleitfläche aus Zinkalkyd-Primer. Der Neuentwurf enthält auch die Ausführungs- und Einbautoleranzen und die Qualitätssicherung.