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Im Vergleich zu deutschen und französischen Errungenschaften auf dem Gebiet des Schalenbaus sind die Entwicklungen in der frühen Sowjetunion bis auf wenige Publikationen der Fachwelt bisher weitestgehend unbekannt geblieben. Mit dem folgenden Beitrag soll versucht werden, den sowjetischen Schalenbau anhand eines geschichtlichen Rückblicks in den internationalen Kontext einzuordnen. Neben einigen Bauwerken und Ideen sollen auch hinter den Projekten stehende Persönlichkeiten sowie einige einflussgebende politische Zusammenhänge beleuchtet werden.

Forgotten shell structures of the young Soviet State (1922-1939). Systems. Engineers. Politics.
In comparison to German and French achievements in the field of shell construction, developments in the early Soviet Union, apart from a few publications, are largely unknown to scientific community. With the following contribution, an attempt will be made to insert the Soviet shells into the international context on the basis of a historical retrospective. In addition to a few buildings and ideas, personalities behind the projects as well as some influential political factors will be examined.

Die Berechnung des Last-Verformungs-Verhaltens von Stahlbetonplatten unter Berücksichtigung der materialbedingten Nichtlinearitäten ist aufwendig und komplex. Im Rahmen dieses Fachaufsatzes werden großmaßstäbliche Plattenversuche nachgerechnet, wobei die zugrunde gelegte Werkstoffbeziehung für Stahlbeton auf dem Gerissenen Scheibenmodell [2] in Kombination mit dem Schichtenmodell nach [4] basiert. Die Werkstoffbeziehung wurde als Usermat in ANSYS MECHANICAL APDL [5] implementiert. Neben dem Vergleich der berechneten und gemessenen Last-Verformungs-Verhalten der Plattenversuche sind auch die berechneten und gemessenen Verzerrungen, der Kraftfluss und das Rissbild an einem ausgewählten Plattenversuch gegenübergestellt. Um die Qualität der Nachrechnungen beurteilen zu können, wurden die Versuche zusätzlich mit zwei kommerziellen Finite-Elemente-Programmen SOFISTIK [14] und ABAQUS [15] nachgerechnet. Zudem wird der Einfluss der Idealisierung der Spannungs-Dehnungs-Beziehung für Betonstahl auf das Last-Verformungs-Verhalten der Platten an einem Beispiel diskutiert. Es wird gezeigt, dass insbesondere das berechnete Verformungsvermögen der Platten stark von der Idealisierung der Werkstoffbeziehungen abhängt.

Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Slabs - Post-test calculations of plate tests using the cracked membrane model
The calculation of the load-deformation behaviour of reinforced concrete slabs, under consideration of the non-linear material behaviour, is an involved and complex process. In this paper post-test calculations of large-scale plate tests are carried out. The utilised constitutive law for reinforced concrete is based on the combination of the cracked membrane model [2] and the layer model according to [4]. The constitutive law was implemented as Usermat in ANSYS MECHANICAL APDL. Comparisons of the calculated and measured load-deformation curves of the plate tests are carried out. The calculated and measured load-deformation curves of the plate tests are compared. Further, for a selected plate test, comparisons are carried out for the calculated and experimentally determined strains, the flow of force and the crack pattern. To assess the quality of the post-test calculations, the test results were also verified with the two commercially available finite element programs SOFISTIK [14] and ABAQUS [15]. Furthermore, a selected plate test is used to discuss the influence of the idealisation of the reinforcement steel stress-strain relationship on the load-deformation behaviour of the plates. It is shown that the calculated deformation capacity of the slabs is strongly dependent on the chosen idealisation of the constitutive law.

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Im Rahmen eines Forschungsprojekts des Fachgebiets Stahlbau der TU Darmstadt wurde die Eignung von Wellpappe als Kernmaterial für Sandwichelemente zur Verkleidung von Dach- und Wandflächen untersucht. Wellpappe ist im Gegensatz zu üblichen Kernmaterialien recycelbar und besteht aus nachwachsenden Rohstoffen. Das Tragverhalten hängt hauptsächlich von den verwendeten Papieren und der Ausrichtung des anisotropen Materials im Sandwichelement ab. Die schwächste Ausrichtung weist ähnliche Steifigkeiten und Festigkeiten wie die herkömmlichen Materialien auf. Diese können jedoch von anderen Kernausrichtungen vielfach übertroffen werden. Untersuchungen der wichtigsten bauphysikalischen Parameter der Sandwichbauweise haben gezeigt, dass das Brandverhalten geringfügig besser ist als das üblicher PU-Sandwichelemente. Die Wärmeleitfähigkeit in der schwächsten Kernausrichtung ist mit der von Mineralwolle vergleichbar, die stärkeren Kernausrichtungen zeigen höhere Wärmeleitfähigkeiten.

Sandwich panels with a core of corrugated cardboard
The goal of a research project of the Institute for Steel Construction and Materials Mechanics was to determine the utilization of corrugated cardboard as a core material for sandwich panels for roof and wall cladding. In contrast to common core materials, corrugated cardboard is recyclable and consists of renewable raw materials. The bearing behaviour depends mainly on the paper types and on the orientation of the anisotropic material inside the panel. The weakest orientation has similar stiffness and strength as common core materials. However, these can be exceeded many times by other core orientations. Investigations of the most important building physical parameters have shown that the fire behaviour is slightly better than that of most PU-sandwich panels. The thermal conductivity in the weakest core orientation is comparable to that of mineral wool, the stronger core orientations show higher thermal conductivity.

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An investigation of a new type of connection between precast concrete decks and steel girders, for composite steel-concrete bridges, is being performed by the Steel Structures Laboratory, ICOM, of Ecole Polytechinque Fédéral de Lausanne, EPFL. The connection resists the loads by shear resistance between base materials. Hence, a fundamental part of the research focuses on the behaviour of the different confined interfaces of the connection, subjected to shear, static and fatigue loading. The confinement is a combined outcome of the kinematic law of the interfaces and the section geometry. Experimental investigation through a series of direct shear tests on confined interfaces has resulted in the development of failure criteria and constitutive and kinematic models describing the behaviour of the different interfaces. Those laws are used as an input for a model that simulates the connection behaviour. The model of the connection is validated by push-out tests on large-scale specimens. Finally, a composite beam has been tested under constant amplitude for five million cycles. A static test, following the fatigue sequence, has shown that the composite beam reaches its plastic moment capacity due to the sufficient ductility of the connection.

Neue Stahl-Beton-Verbindung für vorgefertigte StahlverbundbrüKen.
Im Labor für Stahlkonstruktionen (ICOM) der Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule Lausanne werden Untersuchungen für eine neue Verbindungsart zwischen Betonfertigteil-Fahrbahn und Stahlträgern bei Stahlverbundbrücken durchgeführt. Die Verbindung nimmt die Beanspruchungen über den Schubwiderstand zwischen den Grundmaterialien auf. Daher konzentriert sich ein wesentlicher Teil der Forschung auf das Verhalten der verschiedenen, eingeschlossenen Verbundfugen, die Schubkräften und statischen und ermüdungswirksamen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Die Zwängungsbeanspruchung ist ein kombiniertes Ergebnis der Kinematik der Verbundfugen und der Profilgeometrie. Experimentelle Forschung anhand einer Reihe von direkten Abscherversuchen an eingeschlossenen Verbundfugen führte zur Entwicklung von Versagenskriterien, Materialgesetzen und kinematischen Modellen zur Beschreibung des Verhaltens der verschiedenen Verbundfugen. Diese Gesetze werden als Eingangsgrößen für ein Modell verwendet, welches das Verhalten der unterschiedlichen Verbundfugen simuliert. Das Modell der Verbindung wird durch Push- Out-Versuche an großen Prüfkörpern validiert. Abschließend ist ein Verbundträger unter konstanter Amplitude mit 5 Millionen Lastwechseln geprüft worden. Eine statische Prüfung der Resttragfähigkeit hat gezeigt, dass der Verbundträger die vollplastische Momententragfähigkeit aufgrund einer ausreichenden Duktilität der Verbindung erreicht.

In den letzten Jahren sind vereinzelt Schäden an Stabbogenbrücken aufgrund nichtruhender Belastung aufgetreten, die zum Teil zu einer Beeinträchtigung der Standsicherheit der Brücken geführt haben. Eine wichtige dynamische Einwirkung sind Regen-Wind-induzierte Schwingungen an den Hängern. In diesem Beitrag werden daher Hilfen zur Bemessung und Konstruktion von Hängeranschlüssen im Hinblick auf die Ermüdungsfestigkeit unter Berücksichtigung statischer und dynamischer Anforderungen gegeben. Es werden vereinfachte Verfahren vorgestellt, mit deren Hilfe die Anschlüsse hinsichtlich iher Schwinungsgefährdung klassifiziert und ohne die Anwendung von FE-Programmen auf Dauerfestigkeit überprüft werden können.

6. Symposium über “Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen“
7. Hans Lorenz Symposium für Baugrunddynamik und Spezialtiefbau
BC Place-Stadion in Vancouver nun mit Membrankissendach-Konstruktion
Solide Holzbrücke verbindet Schwarzach und Hengersberg

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Vorgestellt werden der Entwurf und die Realisierung einer zweigeschossigen Glaskonstruktion, die konsequent auf Stahltrag- und Sicherungselemente verzichtet. Stützen und Träger sollten die Transparenz der Hülle nicht beeinträchtigen und sind deshalb aus Glas. Die Gesamttragwirkung wird über die Verklebungen der Bauelemente untereinander und mit dem angrenzenden Baukörper gewährleistet. Die Einleitung örtlicher Lasten in den Rand der Wandscheiben ohne zusätzliche konstruktive Elemente wird numerisch und experimentell untersucht. Dieser Experimentalbau dient dazu, konstruktive Lösungen zu testen und fundierte Aussagen zur Nutzung und zu den Kosten zu erhalten.

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Nach fast fünfjähriger Bauzeit wurde Ende 2013 die neue Schleuse Dörverden an der Mittelweser für den Verkehr freigegeben. Damit wurde im Bereich der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) erstmals eine neuartige Kammerbauweise, bestehend aus einer rückverankerten, überschnittenen Bohrpfahlwand mit Stahlbetonvorsatzschale sowie einer mit Verpresspfählen rückverankerten Unterwasserbetonsohle, realisiert. Der “Baugrubenverbau” wurde als wesentliches Tragelement für das spätere Schleusenbauwerk übernommen. Die Wasserundurchlässigkeit der Schleusenkammer wird durch eine Stahlbetonvorsatzschale realisiert, die gleichzeitig die Schleusenausrüstung aufnimmt. Die Häupter wurden in Massivbauweise geplant. Als Verschlusselement zum Oberwasser dient ein Drucksegment mit Füllmuschel und einseitigem Antrieb. Das Untertor ist als Stemmtor in Faltwerksbauweise ausgebildet. Die Entleerung der Kammer erfolgt über kurze Torumläufe.
Der Bericht erörtert die Randbedingungen, Planungsergebnisse und Entscheidungen, die im Zuge des Entwurfsprozesses im Hinblick auf Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit, Herstellbarkeit, Wirtschaftlichkeit sowie Nutzungsanforderungen bei einer angestrebten Lebensdauer von 100 Jahren zur Realisierung dieser neuartigen Kammerbauweise geführt haben und zeigt Ansatzpunkte für zukünftige Entwicklungen auf.

A novel chamber construction for the new lock in Dörverden
After almost five years of construction the new lock in Dörverden at the middle Weser was opened to the traffic at the end of 2013. Hereby, a novel chamber construction, consisting of a tied-back, secant bored pile wall with reinforced concrete facing and a subaqueous concrete floor tied back by tension piles was implemented for the first time in the range of the Federal Waterways and Shipping Administration. The construction pit support system was inherited as a crucial bearing element for the final lock structure. The impermeability of the lock chamber is ensured through a reinforced concrete facing which also holds the lock equipment. The heads were planned as massive construction. A rotary segment gate with single-sided drive serves as closing element against headwaters. The lower gate is designed as a mitre gate in tiled slab style. The emptying of the chamber is carried out via short circulations of the lock gate.
The report discusses the marginal conditions, planning results and decisions as well as the usage requirements for a life expectancy of 100 years, which have led to the development of this novel chamber style, concerning bearing capacity, useability, construction and cost efficiency. Furthermore, the report presents starting points for future developments.

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Fusion der Rohstoff-Verbände erfolgreich abgeschlossen und ratifiziert
DBV-Sachstandbericht “Nachhaltiges Bauen - Hinweise zur Gebäudebewertung“ unterstützt Architekten und Ingenieure

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