An der Fachhochschule Gießen-Friedberg wurden zahlreiche Untersuchungen zum Tragverhalten von stumpf gestoßenen Ortbetonstützen durchgeführt. Anhand gezielter Versuche wurde das Verhalten der Stützen zunächst im Labor untersucht. Anschließend erfolgten die Nachrechnung der Versuche und eine weiterführende Parameterstudie mit einem nichtlinearen FEM-Programm. Darauf aufbauend wurde ein Bemessungsvorschlag entwickelt.

Neue Versuchsergebnisse und ein darauf basierendes ingenieurmäßiges Bemessungsmodell ermöglichen eine wirtschaftlichere Ausbildung von stumpf gestoßenen Fertigteilstützen. Bei Ausführung mit einer Stahlplatte in der Stützenstirn muß die Stützentragfähigkeit, ohne verstärkte Querbewehrung, auch im Stoßbereich nicht abgemindert werden. Für die Ausführung mit einer Stirnflächenmatte wird ein Bemessungsverfahren für die Stirnflächenbewehrung und die verstärkte Querbewehrung vorgestellt. Es wurden Traglasttabellen sowie Bemessungsdiagramme für häufig vorkommende Fälle entwickelt, aus denen die verstärkte Querbewehrung direkt abzulesen ist.

Es werden an drei Beispielen nachträglich verankerte Spundwände ohne Sohlenvertiefung und solche mit nachträglicher Sohlenvertiefung behandelt.

Aus Gründen der wissenschaftlichen Dokumentation der Go - Methode werden in dieser Arbeit möglichst lückenlos die mathematischen Grundlagen der Methode dargestellt. Dabei wurde der allgemeinste Fall des Erddrucks infolge Go, der Bodeneigenlast, der Kohäsion und der Adhäsion der Untersuchung zugrunde gelegt.

Es wird auf Grundlage der Go-Methode in Verbindung mit dem Rankine-Fall die Lösung verschiedene Lastfälle für eine Stützmauer beschrieben

Erddruckanteil für Kohäsion für aktiven und passiven Erddruck.

Die neue Go-Methode und ihre Anwendung für Einzellasten, die als Linienlast auf eine Böschung oder eine Stützmauer einwirken.

Methode zur Bestimmung des aktiven Erddrucks von Böschungen auf analytischem Wege.

Es wird das zeichnerische Verfahren von Culmann zur Ermittlung des passiven Erddrucks auf Stützwände durch eine analytische Methode ergänzt.

Methode zur Berechnung von oben verankerten und unten im Sand eingespannten Spundwänden aus Bohlträgern und Füllbohlen basierend auf den Arbeiten von Blum und Weissenbach.

Dieser Beitrag beschreibt die Planung und wissenschaftliche Unterstützung der Erstanwendung der SPS-Auflegetechnik zur Ertüchtigung bestehender Stahlfahrbahnen von Straßenbrücken für die zukünftige Verstärkung des Verkehrs, um mögliche Ermüdungsschäden im Deckblechbereich und Schäden des Fahrbahnbelages abzuwenden.
Es wird die schrittweise Herangehensweise, nämlich Auswertung der positiven Erfahrungen mit der Anwendung dieser Bauweise im Schiffbau, Voranwendungen bei der kleinen und großen Fahrbahnplatte des zerlegbaren Brückensystems D-Brücke, die Anwendung bei der Ertüchtigung der Stahlfahrbahn einer alten U-Bahn-Brücke in Berlin und schließlich die Pilotanwendung bei der Schönwasserparkbrücke in der BAB A 57 bei Krefeld dargestellt.
Bei dieser Pilotanwendung ging es besonders darum,
-·die Anwendung unter Baustellenbedingungen
-·eine schnelle Durchführung zur Reduzierung von Verkehrsstörungen
-·die Anwendbarkeit in Verbindung mit dem Gussasphalteinbau mit Einbautemperaturen von 225 °C ohne Schädigung des Elastomerkerns
nachzuweisen.
Der Beitrag geht auf die Untersuchungen für die Erteilung der Zustimmung im Einzelfall und die damit bewirkte Weiterentwicklung der SPS-Technologie ein und zeigt, dass diese für die Ertüchtigung hervorragend geeignet ist.

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This paper presents and clarifies the treatments included in EN 1993-1-1 [1] relating to checking the resistance of steel cross-sections under torsion and its interaction with other internal forces. Specifically, the origin of the formulations for shear-torsion interaction, which has not been found in the literature, is presented. Furthermore, a very simple formulation based on the expressions used for shear-torsion interaction is developed in order to take into account bending-warping torsion interaction for symmetrical I-sections (IP and HE steel profiles). Such a formulation overcomes the overly conservative approach given in EN 1993-1-1 [1] for class 1 and class 2 cross-sections (plastic and compact cross-sections). Finally, a rigorous method for determining the bending resistance of cross-sections is proposed considering the interaction with shear and torsion. The proposal is well suited to the concept of cross-section class and is perfectly consistent with the approaches set out to consider bending-shear and bending-warping torsion interactions.

This paper presents a new resistance model for steel plate girders subjected to patch loading. The model aims to correct the EN 1993-1-5 formulation concerning the resistance to transverse forces with the help of findings presented in several doctoral studies on this topic. In addition, a statistical calibration of the new model is addressed. This calibration includes a new proposal for the resistance function -. The proposal is conceived for fulfilling safety levels of the partial safety factor that match the current values included in EN 1993 for instability-related problems. These new proposals are in accordance with the design philosophy found in EN 1993-1-5 for the design of plated structures.

The evaluation of geomechanical parameters for rock masses is one of the issues with largest uncertainty degree. This is mostly true in the preliminary stages of design and in small works where geotechnical information is normally scarce. In these cases, geotechnical data from past projects could help in the definition of design values for the parameters. Data Mining techniques have been successfully used in many fields. They are advanced techniques which allow to analyse large and complex databases like the ones it would be possible to build with geotechnical information. In this context, it was intended to gather a large database of geotechnical data and use these innovative tools to analyse and induce new and useful knowledge. The main goal was to develop new and reliable models to predict geomechanical parameters values mainly when only limited data is available.

Es wird für das Hauptprozeßgebäude der geplanten Wiederaufbereitungsanlage die Ermittlung der Gebäude-Antwortspektren infolge der Sonderlastfälle Erdbeben, Flugzeugabsturz und Druckwelle behandelt. Mit Hilfe dieser Spektren können die Beanspruchungen der Komponenten selbst und die von den Komponenten auf das Gebäude rückwirkenden Zusatzlasten berechnet werden.

Der für eine Mobilitätswende erforderliche Ausbau des ÖPNV und primär der Ausbau von U-Bahn-Netzen steht - wenngleich per se potenziell nachhaltig - bei Ressourcenschonung und CO2-Minderung in der Pflicht. Insbesondere unterirdische Verkehrsbauwerke in offener Bauweise zeigen noch erhebliche Minderungspotenziale. Neben Maßnahmen auf Baustoffebene durch Zemente, Bewehrungs- und Baustähle mit reduziertem CO2-Fußabdruck oder Global Warming Potential (GWP) sind dringend auch Maßnahmen auf Ebene der Konstruktion notwendig: durch eine vom konstruktiven Ingenieur betriebene Optimierung von Konstruktion, Bauweise und Bauablauf. Ausgangspunkt der Betrachtung ist eine heute typische U-Bahn-Haltestelle, wie sie in den Metropolen Hamburg, Berlin oder München aktuell geplant und gebaut wird. Die wesentlichen Beiträge zum CO2-Fußabdruck der Haltestelle werden identifiziert und Stellschrauben aufgezeigt. Eine wesentliche Rolle spielen dabei Baubehelfe und Baugrubenverbauten, die häufig nur für kurze Zeit genutzt werden, aber große Beiträge zum GWP liefern. Aus einer systematischen Betrachtung von Verbaukonzepten und -konstruktionen werden Handlungsoptionen für die Planung ressourcenschonender und emissionsärmerer Verkehrsbauwerke in offener Bauweise abgeleitet.

Saving resources and reducing CO2-emissions by optimizing shoring systems for cut-and-cover underground transportation structures
The expansion of public transport systems and primarily the expansion of metro networks plays a vital role in the transition of mobility. However, even public transport systems have to pay their share in saving ressources and reducing CO2-emissions. In particular, cut-and-cover underground transportation structures still show considerable reduction potential. In addition to measures at the building material level through cements, reinforcing steel and structural steel with reduced CO2-footprints or global warming potential (GWP), measures at the design level are also urgently needed: Through engineering-driven optimization of design, construction methods and construction processes. The starting point for the analysis is a typical subway station as currently planned and built in metropolises like Hamburg, Berlin or Munich. The main contributions to the CO2-footprint are identified and the potential for improvement is illustrated. Construction pits and temporary shoring systems make large contributions to the GWP. From a systematic analysis of shoring concepts, design ideas for resource-saving and low-emission cut-and-cover underground structures are derived.

Mit der fortschreitenden Digitalisierung ergeben sich für die messtechnische, sensorgestützte Überwachung von Bauwerken zunehmend neue Einsatzbereiche. So schafft das Bauwerksmonitoring durch die Erfassung realer Bauwerksreaktionen und Einwirkungen neue Möglichkeiten zur Bewertung und zum Erhalt gealterter Infrastrukturbauwerke. Auch die Bauwerksprüfung kann durch Messtechnik sinnvoll unterstützt und ergänzt werden, wodurch eine prädiktive Instandhaltungsstrategie greifbar wird. In diesem Anwenderbericht werden ausgewählte Monitoringprojekte des Ingenieurbüros Grassl vorgestellt. Anhand verschiedener Anwendungsfälle werden die spezifischen Herausforderungen und Möglichkeiten des Monitorings bei Betrachtung unterschiedlicher Themenschwerpunkte beleuchtet. Die Projekte zeigen, wie durch Monitoring die Restlebensdauer von Stahlbrücken verlängert werden kann, die Ausschreibung eines Monitorings für ein innerstädtisches Tunnelbauwerk gelingt und ein Structural Health Monitoring eines komplexen Neubaus bereits in der Planungsphase berücksichtigt wird. Zudem werden mögliche Schnittstellen zur Bauwerksprüfung dargestellt.

A review of modern bridge monitoring solutions
With the advance of digitalization and sensor technology new areas of application are increasingly emerging in the field of structural monitoring. For example, structural monitoring creates new possibilities for evaluating and maintaining infrastructure by recording real structural reactions and actions. The inspection of structures can also be usefully supported and supplemented by measurement techniques, making a predictive maintenance strategy accessible. In this case study, selected monitoring projects of Grassl Consultant Engineers are presented. Based on different application cases, the specific challenges, and possibilities for the realization of a monitoring on infrastructural constructions are presented. The projects show how the remaining service life of steel bridges can be extended by monitoring, how the tendering of a monitoring system for an inner-city tunnel structure is successful and how the structural health monitoring of a complex new bridge can be considered during the design phase. In addition, useful interfaces to structural inspection are presented.

In den kommenden Dekaden erfordern die deutschen Brückenbauwerke eine erhöhte Aufmerksamkeit, da für einen großen Anteil des Bestands die vorgesehene Lebensdauer erreicht ist. Einige dieser Bauwerke haben neben ihrer Bedeutung für die Infrastruktur einen hohen baukulturellen Wert und fordern daher große Sorgfalt seitens der Bauwerkserhaltung.
Für die anstehenden Aufgaben im Bereich bestehender Brückenbauwerke wurde anhand eines Beispiels die Anwendung der Planungsmethodik BIM auf ihre derzeitigen Möglichkeiten untersucht. Im Vordergrund der Untersuchung stehen die Erfassung der Geometrie einer bestehenden Brücke mit einem 3-D-Laserscan, die Verarbeitung der resultierenden Punktwolke zu einem virtuellen Bauwerksmodell (BIM-Modell) und schließlich die Ableitung eines statischen Modells aus dem BIM-Modell.

3-D laserscan to BIM model - a field report from steel bridge construction
With a growing number of bridges reaching their anticipated lifespan, increased maintenance will be required during the next decades. Due to the high infrastructural and cultural importance that some of these structures hold, specific attention needs to be given to their maintenance.
To assess the challenges that existing bridges bear, the BIM method and its possibilities was investigated against an example of a historic steel bridge. Special focus was given to capturing the geometry of the bridge with a 3-D laserscan, converting the point cloud into a virtual BIM model and conveying it into a structural calculation model.

Der Beulsicherheitsnachweis für vierseitig gelagerte, unversteifte lange Platten kann nach DIN 18800-3:1990-11, Element (204) als vereinfachter Nachweis durch Einhaltung von grenz(b/t)-Werten geführt werden. Für allein durch Randspannungen σx und τ beanspruchte Platten aus den Stahlsorten S 275, S 420 oder S 460 werden für diesen Nachweis Interaktionsdiagrammen aufbereitet.

Trapezprofile aus Stahl oder Aluminium können am Auflager oder unter Einzellasten aufgrund ihrer Dünnwandigkeit durch Stegkrüppeln versagen. Eine aus Gründen der Schalldämpfung vorgenommene Perforation der Stege reduziert den Widerstand gegen Stegkrüppeln. Der Einfluss der Perforation kann durch Abminderung der nach DIN 18807-1 oder DIN 18807-6 ermittelten Tragfähigkeit mit einem Faktor Cp für vollperforierte Profile oder Ctp für teilperforierte Stege ermittelt werden.

The calculation of the loadbearing capacity of thin-walled structures, including trapezoidal sheeting, normally follows the procedures of EN 1993-1-3 and similar codes. EN 1993-1-4 complements this standard for thin-walled structures made of stainless steel. Unfortunately, a buckling curve for stiffeners between the plane cross-section parts of the flanges or the webs is lacking. A finite element analysis was performed in order to obtain a buckling curve for such stiffeners. The finite element model was calibrated based on test results and by recalculating the EN 1993-1-3 buckling curve for the stiffeners in trapezoidal sheeting made of non-alloy structural steel. The results of the research into the loadbearing behaviour of thin-walled stainless steel trapezoidal sheeting presented here are closing this gap: the proposed addition to the design formulae means it is now possible to carry out a complete calculation of the loadbearing capacity of stainless steel trapezoidal sheeting.

Das Durchknöpfversagen von Verbindungen bei Aluminiumtrapezprofilen und Aluminiumwellprofilen unterscheidet sich vom Durchknöpfversagen vergleichbarer Verbindungen bei Stahlprofilen. Die Gründe für diese Unterschiede und die sich daraus ergebenden Konsequenzen werden hier erläutert. Auf Grundlage der beobachteten Versagensmodi und einiger grundsätzlicher Aspekte wird ein neuer Ansatz zur rechnerischen Ermittlung der Durchknöpftragfähigkeit von Verbindungen entwickelt, der gegenüber DIN 18807-6 ohne einen Verlust an Sicherheit die Genauigkeit der Vorhersage der Tragfähigkeit signifikant verbessert.

DIN 18807-1 und DIN 18807-6 schließen die rechnerische Ermittlung der Tragfähigkeit perforierter Trapezprofile aus. Die diesbezüglichen Regelungen der EN 1993-1-3 und EN 1999-1-4 sind unzureichend und zum Teil irreführend. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden daher die erforderlichen Regelungen für eine Erweiterung der genannten Normen um die Bemessung dünnwandiger Bauteile aus voll- und teilperforiertem Band oder Blechen erarbeitet.
Design resistance of perforated trapezoidal sheeting.
DIN 18807-1 and DIN 18807-6 exclude the design of perforated trapezoidal sheeting. The regulations of EN 1993-1-3 and EN 1999-1-4 concerning the design of perforated trapezoidal sheeting are insufficient and partly misleading. Therefore the stiffnesses, linear buckling loads and effective widths of thin-walled components made of fully or partially perforated sheeting were investigated numerically and experimentally. The final result of this investigation are recommendations for the extension of the mentioned standards to apply them to fully or partially perforated sheeting.

Vergleichende Untersuchungen zu den unterschiedlichen in Europa angewendeten Prüfverfahren zur Ermittlung der Durchknöpftragfähigkeit der Verbindungen von Sandwichelementen ließen ein Sicherheitsdefizit bei den in Deutschland üblichen Versuchen mit Bügelproben vermuten. Im Rahmen eines durch das Deutsche Institut für Bautechnik geförderten Forschungsprojektes konnte diese Vermutung zumindest teilweise entkräftet werden.