In den letzten 15 Jahren entstanden in den neuen Bundesländern eine große Anzahl interessanter und innovativer Brückenbauwerke. Anhand einiger ausgewählter Beispiele wird aufgezeigt, daß von einer neuen Generation von Brückenbauern im Rahmen des vordringlichen Ausbaus des Straßenverkehrsnetzes viele Brücken errichtet wurden, die etwas völlig Neues vom Tragsystem her darstellen, bei denen neuartige Baustoffe zur Anwendung kamen oder deren Abmessungen bisherige Dimensionen weit übertreffen.

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Bei Massenbetonbauteilen ist die Berechnung der Rissbildung und Rissbreiten umstritten. Auch die Ermittlung der Mindestbewehrung für Stahlbetonbauteile aus Massenbeton wird immer wieder kontrovers diskutiert. Sowohl die baupraktische Erfahrung als auch aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass die normgemäße Ermittlung der Mindestbewehrung nach EC2 bei Massenbeton nicht zielführend ist.
Die Gefahr der Frührissbildung kann mithilfe nichtlinearer FE-Berechnungen unter Berücksichtigung der zeitlichen Entwicklung der relevanten Materialparameter abgeschätzt werden. Versuchsergebnisse mit geeigneten Betonrezepturen sind eine solide Basis für FE-Berechnungen zur Rissminimierung. Der vorliegende Artikel zeigt Versuchsergebnisse der zeitlichen Entwicklung von mechanischen Eigenschaften und der Hydratationswärmefreisetzung unterschiedlicher Bindemittel im Beton. Materialentwicklungsfunktionen werden anhand der Prüfergebnisse angepasst. Diese dienen als Grundlage für die Ermittlung der während der Hydratation im Beton auftretenden Spannungen und der daraus folgenden erforderlichen Mindestbewehrung. Dadurch soll ein Beitrag zur Reduktion der Mindestbewehrung geleistet werden.

Development of Material Properties in Young Mass Concrete -Determination of the Development of Material Properties during Hydration as Basis for Modelling Crack ability in Mass Concrete
The calculation of crack development and crack width in mass concrete and the calculation of the appropriate minimum reinforcement to control crack width in mass concrete is controversial.
The practical experience on construction site and current research show that the minimum reinforcement calculated according to modern codes (Eurocode 2) is unrewarding.
The danger of early cracking can be calculated using nonlinear time history FE-calculations considering the development of material properties. Good bases for all calculations are experimental results of the materials. The current article shows test results of concrete containing different types of cement. Functions for the development of the mechanical properties and heat development are adapted. With this test results the stresses in the concrete and the resulting minimum reinforcement can be calculated properly. This contributes to a reduction of the minimum reinforcement in mass concrete.

Im erhärtenden Beton treten temperaturbedingt Dehnungen und/oder Spannungen auf, während sich die Materialeigenschaften Steifigkeit, Festigkeiten etc. verändern. Da sich sowohl der Widerstand als auch die Einwirkungen zeitlich verändern, kann mit Zeitverlaufsberechnungen die Rissbildung untersucht werden. In einem Forschungsprojekt zur Ressourcenoptimierung beim Bau von Stahlbetonschutzbauwerken im Wasserbau wurden der Einfluss von unterschiedlichen Bindemitteln auf die Rissbildung und die zu deren Begrenzung erforderliche Mindestbewehrung erarbeitet [1]. In diesem Beitrag wird das hierzu verwendete ABAQUS Finite-Elemente-Modell detailliert beschrieben. Der Einfluss unterschiedlicher Bindemittel auf die Rissbildung und die Auswirkungen einer Nachbehandlung des Betons durch längere Ausschalfristen werden numerisch untersucht.

Reduce Cracks in Mass concrete-modelling restraint in mass concrete-cement type and time of removal of formwork
During hardening of concrete temperature depending strains occur. In the same period the material properties young's modulus, compressive strength and tensile strength etc. develop. Because of the reason that resistances and stresses are developing dependent the ongoing hydration a time history calculation is one way to calculate the ability to crack in every single time step. In a research project about decreasing the cost of reinforced concrete protection measures against natural hazards in water engineering the influence of different cement types on the possibility to get cracks because of restraint is worked out. This paper gives a detailed description of the used ABAQUS Finite-Element-Model. Two aspects of the results of the calculations are pointed out: The influence of different cement types on the crack ability and the consequences of different age of the concrete when the formwork is removed.

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Lehm weist bekanntermaßen bauphysikalische Vorteile wie die Feuchtesorption bzw. Feuchteregulierung, Schalldämmung und das Wärmespeichervermögen auf. Verglichen mit anderen Baustoffen erweisen sich Festigkeiten wie die Druck- und Biegezugfestigkeit als niedrig bzw. nachteilig. Zur Optimierung von Lehm als Baustoff, vornehmlich zur Herstellung für Lehmbauplatten, wurde die mechanische Aktivierung mit einer Scheibenschwingmühle durchgeführt, um den Einfluss auf die Druck- und Biegezugfestigkeit zu untersuchen. Der verwendete Lehm wurde vorab gesiebt, die Fraktionen < 250 &mgr;m gemahlen und in unterschiedlichen Zusammensetzungen zu Prüfkörpern verpresst. Für Proben bestehend aus einer Mischung aus der gemahlenen Fraktion und größeren nicht gemahlenen Fraktionen konnte eine maximale Steigerung der Druckfestigkeit von 74 %, bei einer Mahldauer von 60 Minuten und 20 M.% Zugabe von Wasser festgestellt werden. Auch bei rheologischen Vortests (SAOS), bei welchen die Kohäsionsentwicklung der Probe, in Form einer Paste, über die Zeit gemessen wurde, wurde ein Maximum der Reaktionsfähigkeit bei 60 Minuten lang gemahlenen Proben erfasst. Eine Steigerung der Biegefestigkeit wurde nicht nachgewiesen.

Mechanical activation of clay
Known advantages of clay in building physics are moisture sorption and regulation, reduction of sound and heat storage capacity. Compared to other materials, clay has low mechanical properties. The paper focuses on mechanical activation of clay and relates to challenges in the production of clay-based-construction panels. It examines compressive and bending strength due to the process of milling, using a vibratory disc mill. The raw clay was sieved and for testing the fractions < 250 &mgr;m were milled. This milled clay was mixed in various compositions. Samples consisting of a mixture of milled fractions < 0,25 mm and non-milled fractions 0,25 to 2 mm, a max. increase in compressive strength of 74 % was observed at a milling time of 60 minutes and for 20 wt.% water addition. Also, preliminary rheological tests (SAOS), which were carried out to follow the cohesion development over time of the clay pastes at different milling time, showed a max. of reactivity for samples which were milled 60 minutes.

Die Standsicherheit und Dauerhaftigkeit von Spannbetonbrücken werden wesentlich durch den Ist- Zustand der Bewehrung und der Spannglieder bestimmt. Bei komplexeren Schadensbildern oder dem Verdacht visuell nicht erkennbarer Schäden sind detaillierte Informationen über deren Art und Umfang durch Objektbezogene Schadensanalysen zu erheben. Die Anzahl der dazu zu öffnenden Untersuchungsstellen kann durch den Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) deutlich reduziert werden. Die Leistungsfähigkeit der automatisierten ZfPBau-Verfahren - Radar, Ultraschallecho und Impact-Echo - für die Ortung von Bewehrung, internen Spanngliedern und ggf. vorhandenen Verpreßfehlern wird anhand von Messungen an der Fuldatalbrücke bei Eichenzell gezeigt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden bildgebend dargestellt.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren im Bauwesen werden zunehmend für großflächige und detaillierte Zustandsuntersuchungen von Bauwerken angewendet. Für gezielte Untersuchungen von spanngliedführenden Bereichen mit einem Schadensverdacht in Spannbetonbauwerken eignen sich die Prüfverfahren Ultraschallecho, Impakt-Echo und Radar. Eine nennenswerte Verbesserung der Ergebnisse und deren Interpretation wurde in den letzten Jahren durch die weiterführende Datenauswertung mit Hilfe von 3D-Rekonstruktionsrechnungen und der Kombination von Meßdaten durch Datenfusion erreicht. Die Anwendung der Verfahren mit automatisierter Meßwerterfassung wird für Fahrbahnplatten und Hohlkastenstege dargestellt und diskutiert. Ergebnisse einer Meßunsicherheitsbetrachtung und deren Bedeutung werden an einer Fundamentplatte aufgezeigt.

Der Fokus des Beitrags richtet sich auf das Phänomen der fleckigen Dunkelverfärbungen, welche im späten Alter, d. h. Monate bis Jahre nach der Herstellung der Sichtbetonbauteile, auftreten und deren Ausmaß ohne weitere Maßnahmen zeitabhängig zunimmt. Anhand eines Praxisbeispiels wird das Phänomen beschrieben und die für die Entstehung der fleckigen Dunkelverfärbungen im späten Alter ursächlichen Mechanismen aufgezeigt. Abschließend werden baupraktische Empfehlungen zur Vermeidung der Dunkelverfärbungen im späten Alter formuliert.

Formation of mottled dark discoloration on fairfaced concrete surfaces occuring in the late age - Description of the causal mechanisms based on a practical example
The article is focused on the phenomenon of mottled dark discoloration, which occur in the late age, i.e. months to years after the production of fairfaced concrete elements. Without countermeasure the extent of the discoloration increases time-dependent. Based on a practical example the phenomenon is described and the main mechanisms that lead to the mottled dark discoloration are shown. Finally, appropriate recommendations for preventing mottled dark discoloration in the late age are made for building practice.

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Für 15 typische Wellprofile werden die Schubfeldwerte nach der Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB) bestimmt. Das Berechnungsmodell wurde bereits 1976 [5] vorgestellt. Die Krümmungen der Wellprofile werden durch Polygonzüge angenähert. Die Anzahl der Abschnitte bestimmt die Anzahl der zu lösenden Eigenwerte und Eigenvektoren. Die Lösung der Eigenwerte und eine geforderte Genauigkeit werden diskutiert. Für Trapezprofile wird eine ergänzende Untersuchung über den Einfluss von Stegversatz und Gurtsicken vorgenommen. Nach Kenntnis des Verfassers wurden diese Einflüsse noch nicht untersucht. Die Auswertungen von Beispielrechnungen für verschiedene Profile zeigen, dass das vereinfachte Berechnungsmodell weiterhin angewendet werden kann.

Thrust field values for corrugated iron sheets - Including additional considerations for trapezoidal profiles.
According to the Generalized Bending Theory (VTB) the thrust field values for 15 typical corrugated iron profiles are determined. The computational model has been presented already 1976 [5]. In the model the curvatures of the corrugated profiles are approximated by polygonal chains. The number of segments determines the number of eigenvalues and the number of eigenvectors which have to be solved. The algorithm for determination of the eigenvalues is described and the required accuracy of the solution is discussed. Considering trapezoidal profiles the influence of web offset and ripped chords is studied, too. By knowledge of the author these influences have been not yet investigated so far. The evaluation of results for various profiles shows that the simplified computational model can be used furthermore.

Für die Stabilitätsnachweise von Tragwerken nach dem Ersatzstabverfahren werden die Knicklängen der Stäbe benötigt. Die exakte Bestimmung der Knicklängen ist auch für einfache Systeme mit einem erheblichen Rechenaufwand verbunden. Auf der Basis von Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. MS-Excel) werden für vier charakteristische Tragsysteme die Eigenwertmatrizen erstellt. Ziel dieser Aufbereitung ist, Näherungslösungen und Abschätzungen von Knicklängen entbehrlich zu machen.

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Für Knotenverbindungen mit großen geschweißten Kastenprofilen - wie im Kesselgerüstbau erforderlich - wird im vorliegenden Beitrag ein Nachweisformat vorgestellt. Als Beispiel dient ein Knoten an einer Stütze mit Anschluss zu zwei Riegeln und vier Diagonalen. Die Annahmen für die Aufteilungen der Schnittgrößen im Knotenbereich sind in Bildern und Formeldarstellungen für ein Tabellenkalkulationsprogramm dargelegt. Zusätzliche tabellarisch aufgeführte Zahlenwerte ermöglichen anhand des fiktiven Beispiels eine Kontrolle des Berechnungsalgorithmus. Der komprimierte Berechnungsgang leitet zu einer ausführlichen praktischen Anwendung an.

Conclusive calculation algorithm for rigid connections with welded box sections.
For the construction of nodes with large welded plates in kind of rectangular profiles, as for example required for racks in power plants, a calculation algorithm is presented. The geometry of a node is determined by a column with two girders and four struts. The assumptions for the distribution of the internal forces in the region of the nodes are shown in kind of figures and formulas for a table calculation program. The calculation algorithm can be checked by given values for a fictitious example. For a practical application it is recommended to distribute the calculation over several sheets in the table calculation program by supplementing this with explaining text. Furthermore, it is also recommended to check the complex geometry of the schemes as shown in figures 1 and 2 after input of the parameters by a plot.

Seit über 40 Jahren besteht ein logisches und erfolgreiches Berechnungsverfahren für Tragwerke aus zusammengesetzten Scheiben. Es stellt eine Erweiterung der technischen Biegelehre für die Berechnung biegesteifer prismatischer Faltwerke unter Berücksichtigung der Querschnittsverformungen dar. Die Entstehung der sogenannten Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB) und die Leistungen dieses Berechnungsverfahrens werden hier anhand schematischer Skizzen erläutert.

Generalized Beam Theory - A classification with respect to static calculation methods
Since more than 40 years a logical and successful method of analysis for structures combined of several plates exists. The method is an extension of the Engineer's Beam Theory for the calculation of rigid prismatic folded structures while allowing for changes of cross sections. The history of the so called Generalize Beam Theory (GBT) and the performance of this calculation method are illustrated by schematic diagrams.

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Das Ziel der nachhaltigen Bereitstellung eines gesunden Innenraumklimas bestimmen Forschung und Lehre am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen University. Computergestützte Analyse- und Simulationstechniken sind wichtige Werkzeuge, um ein energieeffizientes und umweltfreundliches Bauen, Sanieren und Betreiben von Gebäuden und Quartieren mit allen seinen komplexen Wechselwirkungen im Gesamtsystem umzusetzen. Die Studierenden werden in die Grundlagen der Modellbildung und Simulation eingeführt. Dabei deckt das Lehrangebot die Betrachtung aller Lebenszyklusphasen des Gebäudes ab. Die Kenntnisse können in Abschlussarbeiten weitergehend vertieft werden. Die entwickelten Werkzeugketten und Open-source-Bibliotheken des Instituts garantieren eine gute Handhabbarkeit der Softwaretools ohne zu lange Einarbeitungszeiten für die Studierenden.

Use of software tools at the Chair of Building and Indoor Climate Technology at RWTH Aachen University - Series: Building simulation and calculation tools in teaching
This series of articles presents the use of computer programs in university teaching of building physics and building technology for architects and civil engineers.
The goal of sustainably providing a healthy indoor climate determines research and teaching at the Chair of Building and Indoor Climate Engineering at RWTH Aachen University. Computer-aided analysis and simulation techniques are important tools for implementing energy-efficient and environmentally friendly construction, retrofitting and operation of buildings and neighborhoods with all their complex interactions in the overall system. Students are introduced to the fundamentals of modeling and simulation. The course covers the consideration of all life cycle phases of the building. The knowledge can be further deepened in final theses. The developed tool chains and open source libraries of the institute guarantee a good manageability of the software tools without too long training periods for the students.