Dem Anlaß des Themenheftes entsprechend werden die wichtigsten Beiträge Klöppels zum Stahlleichtbau vorgestellt. Es folgt eine kurze Entwicklungsgeschichte der Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB). Anwendungen der VTB werden gezeigt aus den Gebieten Profilverformung (Bindebleche, Kaltprofilpfetten und Trapezbleche), Stabilität (Beul- und Traglasten bestimmter Querschnitte) und dünnwandige Zylinder (Anschlußsteifigkeit und Beulen).

Bei der Erstellung von Baugruben im Grundwasser ist es sinnvoll, die Verbauwände in eine schwächer durchlässige Bodenschicht einzubinden und eine Restwasserhaltung zu betreiben. Da bei einer solchen Konstruktion die Verbauwände unterströmt werden, entsteht ein Strömungsfeld, das für verschiedene Berechnungen und Standsicherheitsnachweise ermittelt werden muss. So müssen zum Beispiel hydraulische Gradienten, Filtergeschwindigkeiten sowie Potenziale und Porenwasserdrücke bestimmt werden. Diese werden zur Ermittlung der Wandbelastung aus Erd- und Wasserdruck, bei den Nachweisen gegen hydraulischen Grundbruch, gegen innere Erosion und gegen Versagen des Erdwiderlagers sowie zur Bestimmung des Grundwasserzuflusses verwendet.
Auf Basis der Definition des zugehörigen Strömungsproblems als parametrisiertes Randwertproblem und entsprechenden FEM-Berechnungen wurde eine analytische Näherungslösung formuliert, mit der für langgestreckte sowie für kreisrunde Baugruben bei isotropem sowie anisotropem Baugrund das Potenzial in der Ebene der Wandunterkante und an der Wandinnenseite einfach berechnet werden kann. Diese Näherungslösung wird hier für den Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch und zur Berechnung des maximalen Gradienten am Schichtwechsel im Bereich der Baugrube sowie zur Ermittlung der Einbindetiefe ausgewertet.

Application of an approximate solution for groundwater flow at a residual water drainage system
If excavations go below the groundwater table, a proven option is to embed the pit wall in a less permeable soil stratum and to operate a residual water drainage system. As an underflow of the pit walls occurs in these constructions the flow field has to be determined for various calculations and stability verifications. For instance, hydraulic gradients, discharge velocities as well as potential heads and pore-water pressures have to be calculated. These values are necessary to determine the earth and water pressure distribution. They can also be used for the verification of hydraulic failure, internal erosion and failure of the earth support, as well as for the calculation of groundwater influx.
By defining the hydraulic problem as a parameterized boundary value problem and using the Finite Element Method (FEM) an analytical approximate solution was formulated. This solution is valid for both plane and axisymmetric state with isotropic and anisotropic subsoil. It is used for the calculation of the hydraulic head distribution on the level of the wall toe and along the inner surface of the wall. These approximate solutions are evaluated for the verification against hydraulic heave and for the calculation of the maximum gradient at the change of layer in area of the excavation pit and the determination of the required embedment depth.

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Verformungsempfindliche Tragwerke benötigen wesentliche Anteile ihres Materials zur gezielten Erhöhung der Steifigkeit hinsichtlich verformungskritischer Punkte, wie z. B. die Feldmitte bei Brückentragwerken oder der Kopfpunkt bei Hochhaustragwerken. Insbesondere bei komplexen Strukturen stößt eine nur händische vorgenommene Optimierung solcher Tragwerke schnell an ihre Grenzen. Die hier angewandte Methode der Verformungsreduzierung durch Materialumverteilung (MVM) bietet ein praxistaugliches Instrument, um die Materialmengen innerhalb eines geometrisch festgelegten Tragwerkes so umzulagern, dass die für die kritische Verformung wichtigen Stäbe mehr Material erhalten. Dabei bleibt die Gesamtmasse des Tragwerkes erhalten. Die im Text dargestellten Beispiele einer Stahl-Fachwerkbrücke und einer Stahl-Glas-Dachkonstruktion als Gitterrost zeigen die Möglichkeiten des praktischen Einsatzes dieser Optimierungsmethode auf.

Application studies to optimize deformation sensitive structures.
Many building structures are designed in such a way that the deflection in a critical point of the structure is reduced as much as possible (e. g. the middle span of a bridge or the top level of a high rise building). This often requires a lot of material. In addition optimizing these kinds of structures by hand is quite difficult and time consuming. This article demonstrates the practical usage of an optimization method (called MVM), which allows an engineer to redistribute the material within a geometrically given structure in such a way that the deflection in a critical point is reduced as much as possible. The demonstrated case studies are a steel truss bridge over four spans and a steel roof structure for a bus station.

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Dem Sanierungskonzept war aufgrund von vielen Randbedingungen ein enges Korsett vorgegeben. Unter anderem war die neue deutsche Silonorm DIN 1055-6: 2005-03 einzuhalten. Die Anwendung der neuen Silonorm ist anspruchsvoll und zeitintensiv. Die neue Konstruktion ist in allen Belangen durch die neue Norm beeinflusst worden. Augenfällig ist die externe Vorspannung, welche als Neuheit gänzlich während des Gleitens von einem zweiten Nachläufer aus aufgebracht wurde.
Ein Siloprojekt kann und soll nicht auf die rechnerische Anwendung einer Silonorm reduziert werden. Drei Ziele führen zum ganzheitlichen Erfolg:
- Schüttguteigenschaften kennen und abdecken
- Rechnerische Auslegung mittels Silonorm aber nicht ohne Erfahrungswerte
- Professionelle Bauausführung und Bauüberwachung
Die neue Silonorm DIN 1055-6 hilft beim Erreichen dieser Ziele auf weiten Strecken. Ihre Anwendung erfordert entsprechende Erfahrung im Silobau und gesunden Ingenieurverstand.

Die dritte Empfehlung des Arbeitskreises 2.14 der DGGT “Digitalisierung in der Geotechnik” definiert die wesentlichen Anwendungsfälle zur Umsetzung mit dem Fachmodell Baugrund. Anwendungsfälle beschreiben abgegrenzte, spezielle Projektleistungen im Lebenszyklus eines Bauprojekts hinsichtlich ihres Zwecks sowie deren Bearbeitungsinhalte und sind im BIM-Kontext zu standardisieren. Dazu sind die vom BMVI für Infrastrukturbauwerke bereits identifizierten und exemplarisch beschriebenen Anwendungsfälle mit Blick auf einzelne Fachdisziplinen auszugestalten, zu konkretisieren und zu ergänzen. Für das Fachmodell Baugrund ergeben sich damit Anwendungsfälle, die unmittelbar mit diesem umgesetzt werden können, bei denen das Fachmodell Baugrund einen Teil der erforderlichen Eingangsdaten darstellt oder bei denen eine Ableitung (Schnitt) daraus verwendet wird. Bei der Umsetzung konkreter Bauprojekte findet vom Auftraggeber eine Auswahl aus standardisierten Anwendungsfällen statt, die Bestandteil der Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) werden. Damit verbunden sind Anforderungen an die digitalen Liefergegenstände zu bestimmten Entwicklungsstufen des Fachmodells Baugrund.

Use cases of the specialized model subsoil - Recommendation No. 3 of the working group 2.14 (DGGT) “Digitalization in geotechnical engineering”
The third recommendation of the working group 2.14 “Digitalization in geotechnical engineering” defines relevant use-cases for the specialized model “subsoil”. Use-cases describe differentiated special demands in the project's life-cycle considering purpose as well as content and have to be standardized in the context of building information modeling. The use-cases identified and exemplarily described from BMVI for infrastructural buildings have to be developed, concretized and further amended with respect to the subject area. Regarding the specialized model “subsoil”, use-cases are defined which can directly be implemented. The specialized model delivers the necessary data or a derivative out of this (geological section) for execution of the use-cases. For practical projects, the client selects the use-cases out of a catalogue with standardized use-cases which become part of the Client Information Request (AIA). In this context, requirements regarding the digital deliverables with respect to different development stages have to be defined.

Dämmstoffe aus nachwachsenden und wiederverwertenden Rohstoffen werden hinsichtlich ihrer Eigenschaften, Klassifizierung aus bauaufsichtlicher Sicht sowie sinnvollen Einsatzgebiete dargestellt und kritisch durchleuchtet. Es werden der Einfluß der Feuchte auf die Wärmeleitfähigkeit, das Langzeitverhalten und die teilweise notwendigen größeren Dämmdicken besprochen sowie die ökologischen Aspekte wie Energiebilanz, Flammschutzmittel, Mottenschutz, Faser- und Feinstaubfreisetzung bei Verarbeitung und toxische Gase im Brandfall erörtert.

Stahlbeton- und Spannbetonbauteile müssen für alle während ihrer Lebensdauer auftretenden Beanspruchungsszenarien ausreichend tragfähig sein. Dies gilt unabhängig von der jeweiligen Beanspruchungsart und -kombination sowie vom Beanspruchungszeitpunkt und von der Beanspruchungsdauer. Daher werden die zeitlichen Effekte der Beanspruchung beim Bemessungswert der Betondruckfestigkeit in dem Beiwert &agr;cc berücksichtigt, der in den Normen üblicherweise konstant angenommen wird. Bei den Bewertungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit wird aber oft die Größe dieses Beiwerts diskutiert. Aufbauend auf der differenzierten Bestimmung des Beiwerts &agr;cc in [1] werden in diesem Beitrag mithilfe typischer Anwendungsbeispiele die Möglichkeiten des neuen Ansatzes für die Anwendung weitergehend erläutert und diskutiert.

Practical determination of the factor &agr;cc
Reinforced and prestressed concrete members must be resistant to all loading scenarios that are possible during their service life. This is independent of the load type and combination as well as the loading time (concrete age at loading) and the load duration. Hence, the time effects of loading are considered in the design value of concrete compressive strength with the factor &agr;cc, which is considered generally as constant values in design code provisions. For the evaluations in ultimate limit state, however, the value of this factor is often a matter of debate. Based on the introduced approach for the differentiated definition of the factor &agr;cc in [1], the potentials of its application are explained and discussed in this paper.

Im EC4 sind Anwendungsgrenzen für die plastische Biegebemessung teilverdübelter Verbundträger geregelt. Neben ausreichender Verbundmittelduktilität (die Kopfbolzendübel müssen ein Verformungsvermögen von mindestens 6 mm besitzen) wird gefordert, dass die Stahlträger identische oder maximal um den dreifachen Wert abweichende Flanschflächen von Ober- und Untergurt aufweisen. Darüber hinaus ist eine untere Grenze für die Schubtragfähigkeit der Verbundfuge (Mindestverdübelungsgrad) definiert. Für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten wurden entsprechende Anwendungsgrenzen bisher nicht erforscht. Aufgrund deutlicher Unterschiede im Hinblick auf die Querschnittsform des Stahlprofils und das Verformungsverhalten der Verbundmittel ist eine einfache Übertragung der Regeln aus EC4 allerdings nicht möglich und voraussichtlich unsicher. Im Rahmen des ersten von zwei Fachaufsätzen zu diesem Thema werden die theoretischen Grundlagen und die Untersuchungsmethodik zur Herleitung von Anwendungsgrenzen für den Teilverbund erläutert. Neben der plastischen Biegebemessung nach Teilverbundtheorie für verschiedene Querschnitte werden nichtlineare, dreidimensionale FE-Modelle für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten entwickelt und an Versuchen aus der Literatur validiert.

Limitations to the use of partial shear connection in composite beams with single flange steel beams and composite dowels - Part 1: Theoretical background, methodology and development of FE-models.
The plastic bending resistance design of composite beams with partial shear connection in EC4 is subject to several limitations of use. For instance, the shear connectors, usually shear studs, have to provide sufficient ductility (at least 6 mm deformation capacity) and the geometry of the steel beam is restricted to sections with either equal flanges or only slightly differing areas of top and bottom flange. Furthermore, EC 4 defines a minimum degree of partial shear connection. For composite members with single flange steel section and composite dowels, limitations to the use partial shear connection have not yet been researched. Because of remarkable differences regarding steel section geometry and deformation behaviour of the connectors a simple transfer of EC 4 rules is not possible and likely non-conservative. In the first of two companion papers on that topic, the theoretical background and the methodology to investigate the limitations of use for partial shear connection are provided. Besides plastic design of several beams sections with partial shear connection, the paper presents the development of nonlinear, 3D FE-models of composite beams with single flange steel beam and composite dowels, which are validated against experimental beam tests from the literature.

Für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten sind die Anwendungsgrenzen für eine teilweise Verdübelung bisher nicht geklärt. Im vorliegenden Beitrag (Fortsetzung von [1]) wird das Trag- und Verformungsverhalten dieser Verbundträger anhand experimentell verifizierter FE-Modelle analysiert. Hierzu wird eine umfassende Parameterstudie durchgeführt. Neben dem Verdübelungsgrad und den Querschnittsabmessungen werden hierin Eigenschaften, die vom statischen System abhängen, wie die Belastungssituation (Einzellast oder Linienlast) und die Spannweite ebenso variiert, wie das Verbundmittelverformungsverhalten, indem unterschiedliche Duktilitäten bzw. Dübelkennlinien für das Ausstanz- und das Stahlversagen angesetzt werden. Anhand der Simulationsergebnisse werden Ingenieurmodelle für den Mindestverdübelungsgrad von Verbundträgern mit oberflanschlosen Stahlprofilen und Verbunddübelleisten einschließlich aller erforderlichen Anwendungsgrenzen für die plastische Biegebemessung hergeleitet. Diese werden den Regelungen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für Verbunddübelleisten gegenübergestellt. Die Modelle lassen sich auf Verbundträger mit Stahl-T-Querschnitt und liegenden Kopfbolzendübeln übertragen.

Limitations on the use of partial shear connection in composite beams with single flange steel beams and composite dowels - Part 2: Analysis of the load bearing and deformation behaviour and modes for the minimum degree of partial shear connection.
For composite beams with single flange steel beams and composite dowel connectors, the limitations to the use of partial shear connection have not yet been clarified. In this paper (continuation of [1]) the bearing and deformation behavior is analyzed using experimentally verified FE models. For this purpose, a comprehensive parametric study is performed, in which, in addition to the degree of shear connection and different cross-sectional types, different parameters of the composite beam are varied which do not enter into the analytical calculation of the plastic bending moment capacity. These are, on the one hand, properties which depend on the static system, such as the loading situation (single load or uniformly distributed load) and the span, on the other hand, the slip deformation behavior of the connectors is varied by establishing different ductility characteristics for pry-out and steel failure of composite dowels. Based on the simulation results, equations are derived for the minimum degree of partial shear connection for beams with single flange steel sections and composite dowel connectors including all required limitations of use for plastic design. The own models are compared to regulations given in a technical approval for composite dowels. The models may also be adopted for composite beams with steel T-sections and horizontally lying shear studs.

Die Zulassung bzw. Beurteilung der Eignung von nachträglichen Befestigungen für sicherheitsrelevante Anwendungen in Beton ist in Europa in der Richtlinie ETAG 001 (1997) geregelt. In dieser Richtlinie wird als Standardbeton zur Durchführung von Eignungsversuchen eine Festigkeitsklasse des Betons von C 20/25 bzw. C 50/60 vorausgesetzt. Außerdem wird ein Bereich vorgegeben, in welchem sich die Sieblinie der Gesteinskörnung zu bewegen hat (siehe Anhang A zur ETAG 001). Bei Tunnelbauprojekten fallen große Mengen an Gesteinsmaterial als Tunnelausbruch an. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen wird zunehmend versucht, diesen mineralischen Rohstoff aufzubereiten und beim Ausbau der Tunnelanlage u. a. als Gesteinskörnung für Beton wiederzuverwerten. Spätestens beim Einbringen der Tunnelausstattung sind Befestigungen in diesem Beton unumgänglich, wodurch sich zwangsläufig die Frage nach einem Einfluss auf die Auszugslast der Befestigungen stellt.
Zur Beurteilung des Tragverhaltens von nachträglichen Befestigungen in einem Betonelement mit Kalkschiefer (Bündnerschiefer aus dem Vortrieb des Brenner Basistunnels) als Gesteinskörnung wurden Versuche mit unterschiedlichen Befestigungssystemen durchgeführt. Zu Vergleichszwecken wurden mit denselben Befestigungssystemen in gleicher Anzahl Referenzversuche im ungerissenen Beton der Betonfestigkeitsklasse C 20/25 durchgeführt.

Application of fastening systems in rock exposing concrete
The approval procedure of post-installed anchors for structural applications is generally regulated in the European Technical Approval Guideline ETAG 001. In this guideline a concrete compressive strength class of C20/25 resp. C50/60 is stated as standard concrete for the required tests. In addition a range for the grain-size distribution curve is given in Annex A of ETAG 001. At large tunnel projects large quantities of excavation material are generated. Due to economic and ecological reasons research is done for using these mineral resources as aggregate for concrete which can be used in the construction of the tunnel itself. At the application of the tunnel equipment post-installed fastening systems will be used and hence the influence on the pull-out capacities has to be considered.
For the evaluation of post-installed fastening systems in a concrete member made of aggregate from tunnel excavation material (Bündnerschiefer from the Brenner Base Tunnel) various fastening systems were tested. The results of the pull-out tests were compared to reference tests which were performed under the same conditions in concrete C20/25.

Ist ein Stahlbetonbauteil instand zu setzen, so ist die Grundlage für eine sachgerechte Instandsetzungsplanung die Klärung der Schadensursache und des -umfangs. Wurde der festgestellte Schaden durch eingedrungene Substanzen hervorgerufen, werden am Bauwerk i. d. R. Proben entnommen und im Labor nasschemisch untersucht. Dabei hängt die örtliche Auflösegenauigkeit direkt vom Beprobungs- und Analyseaufwand ab. Durch die sog. LIBS-Analyse ist es möglich, vergleichsweise schnell die Elementverteilung an einer Messfläche von Probekörpern zu ermitteln und diese Informationen anschaulich darzustellen. Die hoch aufgelösten grafischen Auswertungen unterstützen die Darstellung ggf. komplexerer Sachverhalte, sodass diese auch für fachfremde Beteiligte wie Eigentümer/Auftraggeber leichter nachvollziehbar werden. Dies kann bei notwendigen, ggf. kostenintensiven Instandsetzungsmaßnahmen zur Verdeutlichung der Relevanz hilfreich sein. Auch im Rahmen der Forschung kann die Kombination einer hohen Informationsdichte in Verbindung mit der schnellen Messmethode und einem geringen Präparationsaufwand der Probe hilfreich sein, um den heterogenen Baustoff Beton abzubilden und den darin stattfindenden Ionentransport genauer nachzuvollziehen.

Application possibilities of LIBS analysis for reinforced concrete
For reinforced concrete the basis of a proper repair planning is the identification of the damage cause. If the damage determined was caused by substances to which the structure was exposed, the penetration depth has to be known in order to enable the competent planner to determine the scope of repair. The samples taken from the structure are usually analyzed wet-chemically and the results are presented as profile pictures over the depth, whereby the resolution depends strongly on the analysis effort and thus on the analysis costs. By the so-called LIBS procedure, it is possible to gain comparatively fast a high additional information content from the samples and to represent this descriptively. The high-resolution images help to recognize complicated facts and to make problems easier to understand even for external participants due to the excellent visualization. The combination of a high information density in connection with a fast measuring method is also helpful in the context of research in order to be able to map the heterogeneous building material concrete and the ion transport within the cement paste.

In der Baubranche, wie auch in vielen anderen Bereichen, legen Politik und Gesellschaft immer stärkere Priorität auf ein nachhaltiges, ressourcenschonendes und ökologisches Denken und Handeln. Zur Errichtung und Erweiterung von Gebäuden ist Holz hier als besonders geeignet zu sehen, was auch die Charta für Holz verdeutlicht. Im Juni dieses Jahres wurde die neue Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Bauteile und Außenwandbekleidungen in Holzbauweise (MHolzBauR) durch die Aufnahme in die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) eingeführt. Bereits vor der offiziellen Einführung wurde diese als ein weiterer Schritt in Richtung der bauaufsichtlich geregelten Holzgebäude bis zur Gebäudeklasse 5 gewertet. Die Richtlinie soll die Anwendung von Holz als Baustoff über eine Geschosshöhe von 13 m hinaus zulässig machen und auch eine Ausführung tragender und raumabschließender Bauteile mit einer feuerbeständigen Anforderung in Holzbauweise ermöglichen. Bei einem Vergleich der neuen MHolzBauR mit der bisher gültigen Muster-Richtlinie erkennt man jedoch keinen nennenswerten Unterschied zwischen den brandschutztechnischen Anforderungen an eine Holzrahmenkonstruktion. Damit können die lang ersehnten Möglichkeiten für Holzgebäude bis zur Hochhausgrenze nur in Massivholzbauweise realisiert werden. Ein nicht unerheblicher Bereich des Holzbaus bleibt weiterhin auf die Gebäudeklasse 4 begrenzt.

Possible applications of the new “Muster-Holzbaurichtlinie” for timber frame components
In the construction industry, politics and society are placing increasing priority on sustainable, resource-conserving and ecological thinking and action. Wood is a particularly suitable building material for this. In June this year, the new German Model Guideline on Fire Protection Requirements for Building Components and External Wall Cladding in German Timber Construction was officially introduced by inclusion in the Model Administrative Regulation on Technical Building Regulations. The guideline is not only to permit the use of wood as a building material from a total storey height of 13 m, but also to allow a construction method for wooden building components with a fire resistance duration of more than 90 minutes. However, there are no possibilities under the new directive to use timber frame components in buildings above a height of 13 m. This means that the long-desired possibilities to erect timber buildings above the high-rise limit can only be realised in solid timber construction.

Anwendung der Theorie für die Berechnung einer Kugelschale infolge einer Einzellast, Schnittgrössenermittlung im Inneren einer Sohlplatte infolge der Gabelstaplerregelfahrzeuge oder im Inneren der Fahrbahndecke von Flugplätzen u.s.w.

Digitale Bauwerksmodelle zur Unterstützung der relevanten Prozesse in der Wertschöpfungskette Bau erobern zunehmend den Infrastrukturbau. Während im Hochbau 3-D-Planung und BIM gebräuchlich sind, werden die Planungsunterlagen von Infrastrukturbauwerken derzeit noch mehrheitlich in 2-D ausgearbeitet. Falls die Planung dreidimensional erfolgt, werden in den wenigsten Fällen den Volumenkörpern Eigenschaften zugeordnet. Diese Zuordnung wäre jedoch eine Grundvoraussetzung für die “BIM-Arbeitsweise”.
Ein weiterer Unterschied zum Hochbau ist die wesentlich stärkere Interaktion der gewählten Baumethoden mit dem Baugrund. Dies trifft in speziellem Maße auf den Tunnelbau zu, da das Baugrundverhalten primär von der Interaktion des gewählten Bauverfahrens mit dem Baugrund abhängig ist. Trotz umfassender Vorauserkundungsmaßnahmen sind die geotechnischen Eigenschaften und das Baugrundverhalten im Voraus nie vollständig bekannt.
Bei der Anwendung von BIM im Infrastrukturbau ergeben sich somit spezielle Anforderungen an das digitale Baugrundmodell, um dieses als umfassende Basis für die typischen Anwendungsfälle wie Simulation und Auswahl von Bauverfahren, Massen- und Kostenermittlungen, Beobachtung und Dokumentation des Baugrundverhaltens während dem Vortrieb verwenden zu können. Im vorliegenden Beitrag wird ein prototypischer Weg aufgezeigt, wie ein Baugrundmodell in einer BIM-fähigen Software erstellt und verarbeitet werden kann.

Application possibilities of a digital ground model in tunnel construction
Digital building models to support the relevant processes in the construction value chain are increasingly being implemented in infrastructure construction. While the use of BIM are quite common in building construction, the design documents of infrastructure structures are still frequently prepared in 2-D. Even when the design is done in 3-D, properties are rarely assigned to the volume bodies. Only in this case it can be called a “BIM working method”.
Another difference to the building construction is the much stronger interaction of the selected construction methods with the ground. This applies in particular to underground constructions, as the ground behavior during tunnel drive is primarily dependent on the chosen tunnelling method. Despite extensive exploratory measures, however, the geotechnical properties and the ground behavior are never completely known in advance.
Therefore, 3-D-digital ground models have to fulfil special requirements in order to create with BIM-ground models a comprehensive basis for typical use cases such as the simulation and selection of the construction method, quantity surveys and cost estimation, real time monitoring of the ground behavior during the excavation phase. This paper shows a prototypical way in which a ground model can be created and processed in a BIM software.

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Slim-Floor-Träger als teilweise einbetonierte Verbundträger erlauben besonders geringe Konstruktionshöhen bei dennoch großen Spannweiten. Das Ziel des europäischen Forschungsprojekts “SlimAPP - Slim-Floor Beams - Preparation of Application rules in view of improved safety, functionality and LCA” war die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Stahlanwendungen in Gebäuden durch die Entwicklung von verlässlichen und vorteilhaften Anwendungsregeln für Slim-Floor-Träger in Bezug auf Sicherheit, Funktionalität und Lebenszyklusbewertungen. Neben einem ganzheitlichen Ansatz, der alle Gesichtspunkte eines optimalen technischen und nachhaltigen Entwurfs berücksichtigt, wurde ein besonderer Schwerpunkt auf den Einfluss der Schubtragfähigkeit von effizienten Verbundmitteln aus Betondübeln mit Bewehrungsstählen gelegt. Für Slim-Floor-Träger, die bisher im Eurocode 4 nicht berücksichtigt sind, wurde die Anwendung der bekannten Bemessungsregeln geprüft und zum Teil neue Regeln für die Bemessung insbesondere der Betondübel entwickelt. Mithilfe von Beispielen verschiedener Slim-Floor-Lösungen wird die Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit erläutert und mit einer ganzheitlichen Lebenszyklusanalyse untereinander verglichen.

Application rules for slim-floor beams in view of safety, functionality and sustainability
Slim-floor beams as composite beams partially embedded in concrete allow for an especially shallow construction height with however long spans. The aim of the European project “SlimAPP - slim-floor beams - Preparation of Application rules in view of improved safety, functionality and LCA” was to increase the competitiveness of steel constructions in buildings by developing the application of slim-floor beams through improved rules for safety, functionality and LCA. Within a holistic approach considering all aspects of optimal technical and sustainable design, special focus is given to the composite action by concrete dowels with reinforcing bars as efficient shear connectors. For normal design, where slim-floor solutions are currently not covered in Eurocode 4, the application of existing design rules was checked and new rules especially in view of the shear connectors developed. Supported by examples of “pilot” projects the design methodology for ultimate limit state (ULS) and Serviceability limit state (SLS), is explained and based on a lifecycle assessment (LCA) different composite slim-floor solutions are compared with each other.

Mit der Einführung des Eurocodes 3 und der DIN EN 1090-2 ist es in Deutschland unter anderem in Bezug auf die Ausführung von geschraubten Verbindungen in Stahltragwerken zu großen Verwirrungen gekommen. Diese beruhen im Wesentlichen - aber nicht nur - auf der Frage: Welches Vorspannkraftniveau darf bei welchem Verbindungstyp mit welchem Anziehverfahren angesetzt werden? Wo die Frage nach dem richtigen Anziehverfahren relativ schnell geklärt ist, da dieses über den Nationalen Anhang zur Bemessungsnorm für Stahlbauanschlüsse, der DIN EN 1993-1-8/NA, eindeutig an die Höhe des Vorspannkraftniveaus gekoppelt ist, führt die Frage nach dem “richtigen” Vorspannkraftniveau sowohl beim Tragwerksplaner als auch bei der ausführenden Stahlbaufirma immer wieder zu großen Diskussionen, da das in DIN EN 1090-2 angebotene Mindestvorspannkraftniveau Fp,C in Deutschland nur mit dem in der nationalen Praxis zwar durchaus bekannten, aber absolut unüblichen Kombinierten Vorspannverfahren aufgebracht werden darf. Alternativ dazu wurde in DIN EN 1993-1-8/NA das niedrigere “alte” deutsche Regelvorspannkraftniveau Fp,C* mit Ausführungsregeln zum Anziehen mittels des modifizierten Drehmoment-Vorspannverfahrens wieder definiert. Weitere praxisrelevante Fragestellungen betreffen exemplarisch das Anziehen von nicht vorgespannten Schraubverbindungen und den Einsatz von nicht CE-gekennzeichneten Komponenten einer CE-gekennzeichneten Schraubengarnitur. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden diese und weitere Fragestellungen zum Anziehen von geschraubten Verbindungen im Stahlbau zusammenfassend beantwortet.

Tightening of bolted connections according to Eurocode 3 and DIN EN 1090-2.
With the introduction of Eurocode 3 and DIN EN 1090-2, great confusions arise in Germany regarding the execution of bolted connections in steel structures. This is based essentially - but not exclusively - on the question: which preload level may be applied in which connection type with which tightening procedure? Where the question of the correct tightening procedure is resolved relatively quickly, since this is clearly linked via DIN EN 1993-1-8 / NA at the height of the applied preload level, yields the question of the “correct” preload level for both the structural engineer and the executive steel construction company to major discussions since DIN EN 1090-2 offers the minimum preloading force Fp,C which is allowed to be applied in Germany only by the - although known, but absolutely unusual - combined method. Alternatively, the lower “old” German preloading force Fp,C* is defined in DIN EN 1993-1-8 / NA with execution rules for the modified torque method. Other practical questions relate to the tightening of non-preloaded bolts and the use of non CE-marked components of a CE-marked bolt assembly. As part of this paper, these and other issues for the tightening of bolted connections in steel structures are answered.

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Als fünfte Donauquerung in Bratislava, Slowakei, wurde ein technisch interessantes und gestalterisch hervorragendes Brückenbauwerk errichtet, welches mit dem Europäischen Stahlbaupreis 2005 der European Convention for Constructional Steelwork ausgezeichnet wurde. Die eindrucksvolle Gestaltung betont sicherlich den Anspruch der Brücke als ein neues Wahrzeichen der Stadt Bratislava. Die Hauptbrücke mit einer Gesamtlänge von 514,50 m, bestehend aus zwei Vorlandtragwerken und einer zentralen Bogenbrücke mit einer Spannweite von 231,00 m, wurde als orthotrope Stahlkonstruktion ausgeführt.
Neben der hohen Komplexität des Entwurfs und den Besonderheiten bei der Fertigung wird in diesem Artikel speziell die in Europa in dieser Größenordnung einzigartige Montagetechnologie durch Einschwimmen über einen Drehpfeiler beschrieben.

The Conrad Observatory in the state of Lower Austria is a geophysical research and development facility of the Central Institute for Meteorology and Geodynamics (ZAMG). The isolation of the tunnel system fulfils the optimal requirements for high-precision measurements. The client specified shotcrete class EV700 for the plastic fibre-reinforced shotcrete, i.e. the test bodies have to show an energy absorption capacity of at least 700 J in the slab test. The quality verification for the suitability of a fibre-reinforced shotcrete is performed according to the ÖVBB guideline “Sprayed Concrete” with a slab test as defined in the Austrian standard ÖNORM EN 14488-5, which can determine the energy absorption capacity and assign the shotcrete to an energy absorption class. The test rig used at the Chair of Subsurface Engineering is described, together with test results from different plastic fibre shotcretes from various testing institutes.
Das Conrad Observatorium in Niederösterreich ist eine geophysikalische Forschungs- und Entwicklungseinrichtung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG). Die Abgeschiedenheit des Stollensystems erfüllt in optimaler Weise die für die hochpräzisen Messungen notwendigen Anforderungen. Auftraggeberseitig wurde für den kunststofffaserbewehrten Spritzbeton die Spritzbetonklasse EV700 vorgegeben, d.h., im Plattenversuch muss ein Energieabsorptionsvermögen von jeweils mindestens 700 J erzielt werden. Der Qualitätsnachweis für die Eignung eines faserbewehrten Spritzbetons erfolgt nach ÖVBB-Richtlinie Spritzbeton durch den in ÖNORM EN 14488-5 definierten Plattenversuch, mit dem die Energieabsorptionskapazität ermittelt und der Spritzbeton einer Energieabsorptionsklasse zugeordnet werden kann. Der am Lehrstuhl für Subsurface Engineering eingesetzte Versuchsaufbau wird vorgestellt, zusammen mit Prüfergebnissen von unterschiedlichen Kunststofffaserspritzbetonen von verschiedenen Prüfinstitutionen.

The TIWAG - Tiroler Wasserkraft AG has started to implement new ideas to find the best bidder for the construction project “New construction of penstock and surge tank at the Kaunertal power station” and the design project “Tender and construction design of the extension of the Kirchbichl power station”. The article describes the constraints and course of action of the procedure and also refers to the Austrian partnership model VIP. For the future tendering of drill and blast and mechanised underground construction works, the TIWAG is interested in a clear delineation of spheres in the payment of geologically induced costs; the first ideas for this purpose are described.
Die TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG hat mit dem Projekt “Neubau Druckschacht und Wasserschloss Kraftwerk Kaunertal” bei Bauleistungen sowie für Planungsleistungen mit dem Projekt “Ausschreibungs- und Ausführungsplanung Erweiterung Kraftwerk Kirchbichl” begonnen, neue Ideen in der Bestbieterfindung umzusetzen. Ziel war es, für die Projektrealisierung einen gleichberechtigten Partner zu finden. Im Beitrag werden die Randbedingungen, der Ablauf es Verfahrens sowie ein Bezug zum VIP dargestellt. Für zukünftige Ausschreibungen von zyklischen und kontinuierlichen Untertagebaumaßnahmen befasst sich die TIWAG mit einer klaren Sphärentrennung bei der Vergütung von geologisch induzierten Kosten; erste Ideen dazu werden vorgestellt.

The interaction of tunnel boring machines with the rock mass is highly influenced by human, technical and geological factors. Interpretation of geological observations and TBM data is currently done on a subjective basis. Technologies based on Artificial Intelligence research, can be used to automatically classify TBM data into rock mass behaviour types. Albeit first results look promising, any technology poses the threat of malicious use that deliberately harms / benefits one or another party.
This paper shows how an Artificial Neural Network (ANN) can be trained to achieve the best possible rock mass behaviour classification, or how such a system can be misused to yield a more optimistic, respectively pessimistic classification to fortify the interests of one party. However, ANN also pose the chance to serve as an independent objective opinion and to improve the self-consistency of geological classifications.