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Ausgehend von bisher veröffentlichten Untersuchungen verschiedener Autoren zu erdbebenbelasteten Flachbodentanks werden die angegebenen Gleichungen für bisher nicht untersuchte Geometrieverhältnisse ausgewertet. Auf Grundlage der Ergebnisse der exakten Gleichungen wird ein einfaches Berechnungsverfahren entwickelt, das sowohl die Anforderungen der Praxis nach einfachen, fehlerunempfindlichen Rechenverfahren erfüllt als auch die gleichen Ergebnisse liefert wie das exakte Verfahren.

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Beschrieben werden die Besonderheiten im Tragverhalten von Fassadenelementen, die bei Bemessung, Nachweisführung und Konstruktion zu beachten sind. Zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Fassadenelementen stehen drei Möglichkeiten zur Auswahl: experimentelle Ermittlung durch Versuche, Berechnung mit Hilfe von Finite-Element-Programmen, Nachweis durch einfache Ingenieurmodelle. Diese drei Möglichkeiten werden erläutert und deren Vorteile und Einschränkungen aufgezeigt.

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Dedicated to Prof. Dr. Akimitsu Kurita on his 70th birthday
In current bridge design codes or specifications, the dynamic effects of vehicles are considered by using a dynamic amplification factor (DAF) or dynamic load allowance (IM). However, a DAF is defined based on the ratio of the maximum dynamic load responses to the static load responses, and it is more appropriate for maximum value-based strength design. For fatigue design, stress cycles other than the maximum stress ranges could contribute to fatigue damage accumulations. Meanwhile, on the capacity side, a reduction in fatigue strength due to structural deterioration, which is related to local environmental conditions, including temperature, humidity, etc., could introduce more uncertainties into structural safety and reliability evaluation. However, such multiple stress range effects and structural deterioration are not included in current bridge fatigue design. To evaluate the vehicular dynamic effects for the life cycle fatigue design of short-span bridges, the present study proposes a new dynamic amplification factor for life cycle bridge fatigue design (DALC), which is defined as the ratio of the life cycle nominal live load stress range to the maximum static stress range. In contrast to other traditionally defined dynamic factors, the newly defined DALC includes information about both the structural loading and the structural capacity. Therefore, the multiple stress cycles from vehicle-induced vibrations and the structural deteriorations from road surface conditions and corrosion of structural members are included. Parametric studies of DALC were carried out for multiple parameters and variables in the bridge's design life cycle, for instance, possible faulting days in each year, fatigue strength exponent, corrosion parameters and corrosion level. The stochastic properties and uncertainties from these variables are also considered in the DALC calculation.

During high wind or earthquake action, high-rise multi-storey buildings respond with relatively large storey drifts. The building envelope, in this case a curtain wall, exposed to this in-plane shear resists the action with its drift capacity. This paper describes tests on two different configurations of a newly developed unitized curtain wall, “Qbiss Air” (QAir), using three different cyclic protocols. The protocols were derived on the basis of the serviceability limit state for regions with moderate to high wind and seismicity. The details and configuration influence the response of the system significantly, so the design of the structure can provide accurate information for the design of such systems.

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Die tragende Verwendung der Buche (Fagus sylvatica) wird gegenwärtig in den deutschsprachigen Ländern intensiv erforscht. Der Grund dafür ist der große, weitgehend ungenutzte Buchenbestand, der im Zuge des Waldumbaus zu Lasten der Fichte (Picea abies) weiter wachsen wird. Heute hängt die Wertschöpfungskette der Forst- und Holzwirtschaft zu 90 % am Nadelbaum. Fast zwei Drittel davon entfallen auf den Bau. Die Struktur der Wälder wird sich in Zukunft ändern und die Industrie vor die Aufgabe stellen, der Ressourcenveränderung mit neuen Verfahren und Produkten zu begegnen. Ein Beispiel dafür ist das Formholzrohr. Dieser Beitrag untersucht das Tragverhalten solcher Rohre, die nach einem speziellen Verfahren aus massiven Platten gerollt wurden.

Molded wooden tubes made of beech
The structural use of beech (Fagus sylvatica) is currently under intensive investigation in the German-speaking countries. The reason is the large, widely unused stock in the forests, which will further increase at the burden of spruce (Picea abies) due to the forest conversion. Today, the value added chain of the forest and timber economy depends to 90 % on softwood. Almost two third thereof are used for the building industry. The structure of the forests will change in the future and it is the task of the industry to react with new methods and products. An example is the molded wooden tube. This contribution investigates the load-bearing behavior of such tubes, which are rolled out of massive timber board following a special technique.

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Konstruktion und Tragverhalten historischer Bauwerke haben schon öfter im Zentrum von Forschungsprojekten gestanden, zuletzt ganz besonders intensiv im Karlsruher DFG-Sonderforschungsbereich 315 (Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke). Der hier vorliegende Beitrag ist einem Thema gewidmet, das bei allen diesen Forschungen bisher am Rande gestanden hat, nämlich den barocken Holzkonstruktionen. Die Autoren haben in den letzten Jahren eine große Anzahl barocker Dachwerke in Bayern untersucht, vorwiegend weitgespannte Kirchendächer. Der Bestand solcher Dächer gerade im Gebiet südlich der Donau ist nahezu unüberschaubar groß, und die statische Beurteilung und Ertüchtigung solcher Dächer stellt für den Bauingenieur eine sowohl praktisch und ökonomisch relevante als auch in der Modellbildung anspruchsvolle Aufgabe dar. Bei der Untersuchung der bayerischen Barockdächer hat es sich herausgestellt, dass die dort anzutreffenden Tragkonstruktionen in erheblichem Maße von den typischen mittelalterlichen Dachwerken oder auch von barocken Dachwerken anderer Regionen abweichen: Die barocken Dachtragwerke Süddeutschlands haben - in markantem Unterschied zum mittelalterlichen Dach mit seiner Reihung identischer, voneinander nahezu völlig unabhängiger Gespärre - ausgeprägte firstparallele Tragwirkung. Noch wichtiger - gerade auch im Hinblick auf notwendige Sanierungen - ist aber das äußerst häufige Fehlen eines Zugbandes in Form einer durchgehenden Anker- oder Zerrbalkenlage auf Höhe der Dachtraufe. Die oft weit in den Dachraum ragenden, meist aus Ziegeln gemauerten Gewölbe und Kuppeln machen komplizierte, vielfach statisch unbestimmte Konstruktionen zur Aufnahme der Schubkräfte der Gespärre notwendig. In diesem Beitrag werden typische Konstruktionsvarianten zur Lösung dieser barocken Aufgabe vorgestellt und deren Tragverhalten beleuchtet. Bei allen wichtigen Konstruktionsvarianten stellt sich heraus, dass diese Tragwerke bei der statischen Berechnung im Gegensatz zum klassischen Sparrendachwerk mit Zugband auf Traufenhöhe sehr sensibel auf Modellierungsannahmen reagieren, vor allem auf die angesetzten Steifigkeiten der Verbindungen und Auflager. Nichtlineare Modelle für Verbindungen (z. B. Berücksichtigung der herstellungs- und schwindbedingten Klaffungen) könnten einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis des Lastabtrags und zum Nachweis der verbleibenden Standsicherheit solcher Tragwerke liefern.

Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Versuchsreihen zur Abdichtung von Arbeitsfugen mit Injektionsschläuchen durchgeführt, um insbesondere die Machbarkeit der Zweifachinjektion von einkanaligen Injektionsschläuchen mit Polyurethan, Acrylatharz und Zementsuspension zu belegen und ihre Anwendungsgrenzen aufzuzeigen. Um den einkanaligen Injektionsschlauch zweimal verpressen zu können, wurde das Injektionsmaterial nach der Erstinjektion durch Vakuumierung aus dem Injektionskanal entfernt. Dann wurde die Arbeitsfuge mit Wasserdruck belastet, um zu prüfen, ob die Arbeitsfuge abgedichtet werden konnte. Vor der zweiten Injektion wurde die Arbeitsfuge geöffnet, um die Undichtigkeit vor dem zweiten Injektionsvorgang sicherzustellen. Nach der Zweitinjektion wurde eine erneute Wasserdruckprüfung durchgeführt, um die Wirksamkeit der Zweitinjektion zu überprüfen. Im Ergebnis kann festgestellt werden, daß Zweifachinjektionen mit einkanaligen Injektionsschläuchen möglich sind, wenn Injektionsschlauch und Injektionsmaterial optimal aufeinander abgestimmt sind. Zu beachten ist jedoch, daß die Zweitinjektionen in den durchgeführten Versuchen stets qualitativ schlechter als die Erst- oder Einfachinjektion waren.

Der heutige Straßenbau, insbesondere in den dichter besiedelten Regionen Europas, beeinflußt nachhaltig und in zunehmend vielfältiger Weise Mensch und Natur. Die zahlreichen Interessen, die in diesem Zusammenhang an den Straßenbaulastträger herangetragen werden, weisen wachsende Komplexität auf, sind durch mehrfach verkoppelte Abhängigkeiten gekennzeichnet, sind nur zum Teil im technischen Bereich angesiedelt und reichen von der Maximalforderung des technisch machbaren bis hin zum völligen Rückbau bestehender Straßen. Diese Anforderungen an den Straßenbau haben nahezu immer auch eine monetäre Komponente. Soweit die Bereitstellung von Straßen als staatliche Aufgabe wahrgenommen wird, und angesichts knapper öffentlicher Finanzmittel, stellt der maßvolle und effiziente Umgang mit Steuergeldern eine Herausforderung an die Kreativität und das Kostenbewußtsein der Verantwortlichen dar.

Durch den steigenden Sanierungsbedarf von Straßenbrücken in Deutschland kommt der Planung für deren Erhalt und Neubau eine wachsende Bedeutung zu. Je genauer die vorhandenen Kenntnisse über die Einwirkungen sind, desto präziser können Prognosen der Lebensdauer eines Bauwerks sein. Dies trifft nicht nur im Brückenbau zu, auch im Automobilwesen werden im Zuge der Fahrzeugoptimierung detaillierte, zeitlich veränderliche Achslasten gemessen und simuliert. Einen besonderen Einfluss auf die ermittelten Achslasten hat die Fahrbahnqualität. Unter Verwendung dieser Daten und Simulationsmethoden ergibt sich für das Bauwesen die Fragestellung nach einem möglichen Zusammenhang zwischen Fahrbahnqualität und Lebensdauer einer Straßenbrücke. Durch höhere Anforderungen an die Fahrbahnqualität im Bereich von Brücken könnten dynamische Lasten reduziert und aufwendige Sanierungen des Tragwerks vermieden oder verzögert werden. Zur Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs wird im Folgenden ein Vorgehen zur Bestimmung des Einflusses der Fahrbahnqualität auf die Lebensdauer von Straßenbrücken vorgestellt. Hierfür werden realitätsnahe Fahrbahnoberflächen generiert und dazu verwendet, an einem gekoppelten Bauwerk-Fahrzeug-System vereinfachte Achs- und Fahrzeugmodelle durch Fußpunktanregung in Schwingung zu versetzen. Die zeitlich veränderlichen Schnittgrößen des Bauwerks können darauf aufbauend rückgerechnet und auf ihr Schädigungspotenzial hin analysiert werden. Diese Methodik wird abschließend anhand eines Beispiels veranschaulicht. Es kann gezeigt werden, dass in diesem Fall ein deutlicher Zusammenhang zwischen Fahrbahnqualität und Lebensdauer erkennbar wird.

Combined analysis of roadway, truck axle loads and the service life of concrete bridges
The increasing need for rehabilitation of road bridges in Germany results in a growing importance of planning their maintenance and new constructions. The more accurate the knowledge about impacts is, the more precise forecasts of the service life of structures can be. This is not only relevant for bridge construction, but also for the automotive industry, where detailed, time-varying axle loads are measured and simulated with the aim of vehicle optimisation. Using these data and simulation methods, the question of a possible connection between road quality and the service life of road bridges arises for civil engineering. By setting higher requirements for the pavement quality in the area of bridges, dynamic loads could be reduced and extensive renovations of the load-bearing structure could be avoided or delayed. In order to investigate a possible correlation, a procedure for determining the influence of the pavement quality on the service life of road bridges is presented below. For this purpose, realistic road surfaces are generated and used to trigger a forced vibration at the simplified axle and vehicle models on a coupled structure-vehicle system. Based on this, the time varying internal forces of the structure can be calculated and analysed for their damage potential. Finally, this methodology is illustrated by means of an example. It can be demonstrated that in this case a clear correlation between surface quality and service life can be identified.

Die neue EN 1992-4 wurde auf Basis der bewährten Vornormenreihe CEN/TS 1992-4 zum Eurocode weiterentwickelt und in einem Dokument zusammengefasst. Sie enthält Bemessungsverfahren für Kopfbolzen, mechanische und chemische Befestigungsmittel sowie Ankerschienen in tragenden Beton- und Stahlbetonkonstruktionen. Voraussetzung für die Bemessung nach EN 1992-4 ist, dass die zu bemessenden Befestigungsmittel eine Europäische Technische Spezifikation wie z. B. eine Europäische Technische Beurteilung (ETA) besitzen. Die Bemessungsverfahren stellen den aktuellen Stand der Technik dar. Die EN 1992-4 gilt für alle Anwendungen, die in den Bereich der EN 1992-1 fallen, und ist deshalb auch ein Bestandteil von Eurocode 2 geworden. Zudem enthält EN 1992-4 Regelungen, die eine Bemessung für seismische Beanspruchungen in Übereinstimmung mit EN 1998 erlauben. Die Bemessung des Anbauteils ist nicht abgedeckt. Die Inhalte der EN 1992-4 und einige Hintergründe dazu werden in diesem Beitrag kurz vorgestellt.

Design of Fastenings for Use in Concrete - EN 1992-4, the new Eurocode 2, Part 4
The new EN 1992-4 was enhanced to a Eurocode on the base of the well-acknowledged CEN/TS 1992-4 series and condensed to a single document. This European Standard provides design methods for headed studs, post-installed mechanical and chemical fasteners as well as anchor channels for anchorage to concrete and reinforced concrete structures. EN 1992-4 applies to fasteners with established suitability for the specified application in concrete covered by provisions such as European Technical Assessments (ETA). The design methods represent the actual state-of-art. EN 1992-4 is valid for applications that fall within the scope of EN 1992. In addition, EN 1992-4 provides provisions, which permit seismic design in accordance with EN 1998. The design of the fixture is not covered. The content of EN 1992-4 and background information are shortly presented in this paper.

Viele Tragwerke aus Stahlbeton lassen sich mit Hilfe von Stabelementen berechnen. Die Einfachheit der Anwendung eines Stabelements steht im Kontrast zur Komplexität der mechanischen und mathematischen Formulierung. Die gesamte Information des realen Stabkontinuums muss auf ein linienförmiges Element projiziert werden. Dies ist insbesondere bei einer nichtlinearen Berechnung eine große Herausforderung. Gilt die Erfassung der geometrischen Nichtlinearität als gelöst, existiert für die materielle Nichtlinearität bislang noch kein etabliertes, allgemein anerkanntes Verfahren für räumliche Stäbe aus Stahlbeton. Die materielle Nichtlinearität wird im Rahmen der Stabtheorie auf Querschnittsebene erfasst. In einer Querschnittsberechnung wird der Spannungs- und Dehnungszustand korrespondierend zu den Schnittgrößen bestimmt. Die Grundidee des hybriden Modells ist die Aufteilung des Querschnitts in Bereiche mit einaxialen bzw. zweiaxialen Spannungs- und Dehnungszuständen. Der zweiaxiale Bereich wird durch Membranelemente modelliert und beteiligt sich am Abtrag aller sechs Schnittgrößen, während sich der einaxiale auf die beiden Biegemomente und die Normalkraft beschränkt.

Cross-Sectional Analysis of Reinforced Concrete Beams - A Hybrid Approach
Many reinforced concrete structures can be analysed using beam elements. The simplicity of the application of beam elements contrasts the complexity of the mechanical and mathematical formulation. The whole information of the beam continuum has to be projected on an one-dimensional element. Especially regarding a non-linear analysis this is a big challenge. The geometrical nonlinearity is regarded as solved. Considering material nonlinearity, however, no established, generally accepted model for spatial reinforced concrete beam elements exists so far. Within beam theory, the material nonlinearity is captured on cross-sectional level. In a cross-sectional analysis, the stress and strain state corresponding to sectional forces is determined. The hybrid approach is based on dividing the cross section in areas with uniaxial and biaxial stress and strain states. The biaxial area is modelled by membrane elements and contributes to all six sectional forces. The uniaxial area is restricted to normal force and bending moments.

Karbonfaserlaminat kann als alternative Bewehrungsmethode im Fertigteilbau eingesetzt werden. Die Eignung des verwendeten Materials für diese Anwendung wurde mittels umfangreicher Voruntersuchungen, wie z. B. dem Einfluß der Rauheit der Oberfläche auf das Verbundverhalten mit Beton, die Rißentwicklung und die erforderlichen Mindestbewehrungsgehalte, festgestellt. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für eine Erprobung der Karbonmattenbewehrung an Fassadenelementen im Fertigteilbau. Die Produktion eines Prototyps ermöglichte die Evaluierung der einzelnen Kostenfaktoren mit deren Kostenanteilen. Neben den einzelnen Kostenfaktoren wurden auch der Produktionsprozeß der Matten, das generelle Handling beim Einbau in die Schalung sowie die Betonierarbeiten untersucht und das Ergebnis zu Entscheidungsfaktoren zusammengefaßt.

Mit dem Projekt GallusPark soll das Frankfurter Gallusviertel städtebaulich aufgewertet werden. GallusPark II ist Teil dieses Großprojektes. Es führt die noch vorhandenen und unter Denkmalschutz stehenden Bauten der ehemaligen Adlerwerke und drei Neubauten zu einem architektonisch anspruchsvollen Gesamtkonzept zusammen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Sanierung der beiden Altbauten.

In "BETON- UND STAHLBETONBAU", H. 12/1997, wurde die Bauaufgabe des Bang Na - Bang Pli - Bang Pakong Expressway (BBBE) beschrieben. Dabei wurde deutlich, wie schnell die Entwicklung auf dem Gebiet der Segmentbauweise voranschreitet und welche Herausforderung an planende und ausführende Ingenieure der Bau einer 55 km langen Hochstraße darstellt. Im folgenden Beitrag werden die neuentwickelten, filigranen Überbauten D6 näher beleuchtet, die sich mit 27,20 m Breite über sechs Fahrspuren spannen. Es werden das statische System und die Tragwirkung der Segmente erläutert, über eine nichtlineare Finite-Elemente-Berechnung berichtet, und es werden wesentliche Ergebnisse aus dem durchgeführten Versuchsprogramm dargestellt.