Das Last-Verschiebungsverhalten und die Grenztragfähigkeiten von Kreiszylinderschalen mit axial belasteten Stutzen werden mit Finite-Elemente-Berechnungen untersucht. Dabei werden das elastisch-plastische Werkstoffgesetz unlegierter oder niedrig legierter Stähle sowie große Verschiebungen und Instabilitätserscheinungen berücksichtigt. Die dimensionslos in graphischer Form dargestellten Ergebnisse dieser Untersuchungen gelten für 400 < R/t < 5000 sowie für Stähle bis zur Festigkeitsklasse S690. Zudem wird vorausgesetzt, daß die Wanddicke tr des Stutzens mindestens gleich der Wanddicke t der Kreiszylinderschale ist. Es wird eine Regel angegeben, mit der Verstärkungen der Kreiszylinderschale im Stutzenbereich hinsichtlich der Beanspruchungen durch die Stutzenlasten im linearen Beanspruchungsbereich optimal ausgelegt werden können.

Gedrungene Kreiszylinderschalen werden häufig als Behälter für Lagergut verwendet. Wegen der großen Durchmesser werden sie im allgemeinen nicht kontinuierlich, sondern diskret ver-ankert. Trotz dieser Tatsache erfolgten die bisherigen Berechnungen des Anstrengungzustandes in der Schalenwand fast ausschließlich unter der Voraussetzung kontinuierlicher Lagerung. Im Beitrag wird für den maßgebenden Lastfall Wind im entleerten Zustand untersucht, wie die inneren Beanspruchungen und der Beulsicherheitsnachweis beeinflußt werden, wenn man die diskrete Verankerung im Zugbereich wirklichkeitsnah berücksichtigt. Die Differenzen werden quantifiziert. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß vereinfachend eine kontinu-ierliche Lagerung angenommen werden darf, wenn man den spannungsbasierten Interaktionsbeulsicherheitsnachweis nur zu 90 % ausnutzt.

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Die Zustandsermittlung von Bestandsbauwerken sowie die Qualitätssicherung der Instandsetzung an Betonbauwerken erfolgen durch umfangreiche Prüfungen. Zurzeit sind diese Verfahren meist durch viele zerstörende Prüfungen geprägt. In dem Beitrag soll auf neue Messmethoden eingegangen werden, die in den letzten Jahren entwickelt und teilweise bereits erfolgreich eingesetzt werden. Es werden drei Prüfmethoden vorgestellt, die in der Bauwerksdiagnostik relevant sind. Die Ortung von Spanngliedbrüchen in z. B. Spannbetonbrücken oder weitgespannten Bauteilen kann mittels magnetischem Streufeldverfahren erfolgen. Dadurch ist es möglich, auf eine zerstörende visuelle Prüfung am zu öffnenden Spannglied zu verzichten. Hohlstellen an unzugänglichen und hohen Betonbauteilen können durch thermografische Untersuchungen geortet werden. Dabei können an Bauwerken die Schäden infolge Bewehrungskorrosionen, die visuell noch nicht erkennbar sind, diagnostiziert und der Umfang der Schäden für eine Instandsetzungsmaßnahme ermittelt werden. Die Schichtdickenbestimmung an polymeren Beschichtungssystemen, die häufig im Bodenbereich eingesetzt werden, kann bis jetzt nur zerstörend mittels Bohrkernentnahme erfolgen. In einem Forschungsprojekt wurde ein Gerät entwickelt, das thermografisch die Schichtdicke zerstörungsfrei sehr präzise bestimmen kann. Diese Entwicklung wird ebenfalls in diesem Beitrag vorgestellt.

State of development of new non-destructive Measurement methods in the structural analysis
The determination of the condition of existing structures as well as the quality assurance of the repair of concrete structures is carried out by extensive tests. At present, this is usually characterized by many destructive tests. The article will discuss some new measurement methods that have been developed in recent years and some of which have already been used successfully. Three test methods are presented that are relevant in building diagnostics. The location of tendon fractures in e. g. prestressed concrete bridges or wide-tensioned components can be done by means of magnetic leakage method. This eliminates the need for a destructive visual test on the tendon to be opened. Hollow areas on inaccessible and high concrete components can be located by thermographic measurements. Structural damage can be diagnosed as a result of reinforcement corrosion that is not yet visually recognizable, and the extent of damage for a repair can be determined. The layer thickness determination on polymeric coating systems, which are often used in the soil area, can only be done destructively by means of drill core removal. In a research project, a device has been developed which thermographically determines the layer thickness nondestructively very precisely. This development is also presented in the article.

Blätter für Winkel- und Kreuzverbindungen sind wesentliche Bestandteile vieler zimmermannsmäßig errichteter Holztragwerke in Mitteleuropa. Die Anwendung dieser Verbindungen als statisch tragende Anschlüsse nach EN 1995-1-1 bedarf der Kenntnis ihrer Tragfähigkeit und ihres Verformungsverhaltens. In der Normung und Literatur fehlen hierzu Angaben.
Im vorliegenden Beitrag werden daher die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von druckbeanspruchten Blättern (Winkelverbindungen, hier: Weißschwänze und Überblattungen) behandelt. Die Auswertung der Ergebnisse von 92 zerstörenden Prüfungen werden vorgestellt. Sowohl für die Bemessung dieser Verbindungen als auch für die Ermittlung der Federsteifigkeiten werden Berechnungsvorschläge angeführt.

Load-bearing capacity and load-bearing behaviour of lap joints loaded in compression
Angle and cross joints using laps are important members of a lot of roof structures erected by carpenters in central europe. The structural usage of these joints demands the knowledge of their load-bearing capacity and behaviour according to EN 1995-1-1. Therefore codes and literature lack information.
This contribution deals with the load-bearing capacity and behaviour of lap joints (as angle joints, here: dovetail lap joints and halved joints) loaded in compression. 92 tests were performed and analysed. Both proposals for the design and for the determination of the stiffnesses of these joints are given here.

Als Grundlage für die Erstellung eines mechanisch fundierten Bemessungskonzeptes zur Begrenzung der Rissbreite infolge des Abfließens der Hydratationswärme in sehr dicken Betonbauteilen wurde ein Messprogramm im Zuge des Neubaus der Schleuse Sülfeld-Süd durchgeführt. Primäres Ziel dieser Untersuchung war die Beschreibung der tatsächlichen Beanspruchung in dicken Betonbauteilen während der Betonerhärtung. Hierzu wurde die Zuverlässigkeit messtechnischer Größen durch eine Kompatibilitätsprüfung überprüft. Anschließend wurden die Messgrößen für die Verifikation eines 3D-FE-Modells verwendet. Neue Erkenntnisse zum Bauteilverhalten konnten gewonnen werden. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Ergebnisse zusammenfassend erläutert.

Mittels des Laplaceschen Operators der Differential- und des Greenschen Satzes der Integralanalyse wird die kinematische Theorie der Plastostatik der Platten nun zur Untersuchung längs einer konvexen Randkurve gelenkig gelagert oder eingespannter Platten herangezogen. Anschließend wird das Verfahren zur Untersuchung konvex-vieleckiger Platten erweitert. Der wesentliche Vorteil des Verfahrens, daß sich Integrale bzw. Summen anstatt zweidimensional auf das Platteninnere nun eindimensional auf den Plattenrand erstrecken, vereinfacht wesentlich seine praktische Anwendung. Beispiele der Untersuchung der Kreis-, der Rechteck-, der regelmäßig vieleckigen und der elliptischen Platte zeigen die Übereinstimmung der Ergebnisse mit jenen der üblichen, begriffs- und aufwandmäßig schwierigen Verfahren.

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Druckbeanspruchte Bauteile aus hochfestem Beton versagen bei Überbeanspruchung schlagartig und ohne Vorankündigung. In Druckgliedern ist deshalb zur Sicherstellung einer ausreichenden Bauteilduktilität eine starke Querbewehrung anzuordnen. Dies stellt aber eine arbeits- und kostenintensive Maßnahme dar, so daß nach neuen Möglichkeiten gesucht wurde, die Werkstoffzähigkeit durch eine Modifizierung der Betonmischungszusammensetzung zu verbessern. Über Konzepte, die zur Zähigkeitssteigerung hochfester Betone geeignet sind, und Versuche wird im vorliegenden Beitrag berichtet.

In innerstädtischen Bereichen sind Neubauten häufig vor Schwingungsimmissionen von Schienenverkehrswegen oder Gewerbebetrieben zu schützen. Auf der Basis meßtechnischer Untersuchungen läßt sich anhand des vom Bauherrn definierten Schutzanspruches eine Aussage über die Notwendigkeit von Maßnahmen treffen. Als Schutzmaßnahme kommt die Anordnung einer horizotalen Gebäudefuge in Frage. Der obere Gebäudeteil wird dabei vollständig vom Kellerbereich getrennt und auf Elastomer-Blocklager gelagert. Im Bereich der Horizontalfuge ist auf eine konsequente Trennung der Bauteile zu achten. Das führt zu einer Vielzahl von Detailproblemen, für die aber praktikable Lösungen vorliegen. Die Durchführung von Schwingungsmessungen nach Fertigstellung von elastomerisch gelagerten Gebäuden zeigt, daß bei konsequenter Bauausführung deutliche Immissionsminderungen im Vergleich zur ungeschützten Bebauung eintreten.

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Ein üblicher Weg, den elastischen Haftverbund zwischen Matrix und Faser zu ermitteln, ist die Bestimmung der maximalen Verbundspannung und des Verbundmoduls mittels analytischer Modelle (Shear-Lag-Therorie) aus den Ergebnissen von Ausziehversuchen. Diese Modelle können unter der Annahme festgesetzter Randbedingungen nur durch recht komplexe algebraische Gleichungen ausgedrückt werden. Der vorliegende Beitrag zeigt eine Möglichkeit für eine Simplifizierung dieser Modelle unter bestimmten Annahmen auf und ermöglicht so eine vereinfachte Auswertung von Ausziehversuchen.

Electrical earthing (grounding) is necessary for the proper operation of electrical systems, machines and electronic equipment in the event of a fault, for protection against lightning and personal injury, and for reasons of electromagnetic compatibility. Earthing is understood as “making an electrical connection between a given point in a system or in an installation or in equipment and a local earth”. Electrical grounding systems are designed according to national and international standards, with some of these standards occupying a significant place in the legal hierarchy in Austria and being binding. Simple structures are designed using approximate formulas given in the literature and standards; more complex arrangements use programs with analytical or numerical models for the calculation and design of grounding systems. Underground infrastructure projects require additional considerations. Starting with the technical and legal requirements, the typical process steps for the design of electrical grounding systems are shown.
Elektrische Erdung ist für den ordnungsgemäßen Betrieb elektrischer Anlagen, Maschinen und elektronischer Betriebsmittel im Fehlerfall, für den Blitz- und Personenschutz sowie aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit notwendig. Unter Erdung wird die “Herstellung einer Verbindung zwischen einem Punkt im Netz, in einer Anlage oder einem Betriebsmittel mit der örtlichen Erde” verstanden. Erdungsanlagen werden gemäß inländischer und internationaler Normen ausgeführt, wobei einige dieser Normen in Österreich einen wesentlichen Platz in der Gesetzeshierarchie einnehmen und verbindlich sind. Einfache Strukturen können mit in der Literatur und in der Norm angegebenen Näherungsformeln ausgelegt werden, für komplexere Anordnungen werden Programme mit analytischen oder numerischen Modellen für die Berechnung und Auslegung von Erdungssystemen eingesetzt. Infrastrukturprojekte unter Tage erfordern zusätzliche Überlegungen. Beginnend mit den technischen und rechtlichen Anforderungen werden die typischen Prozessschritte für die Auslegung elektrischer Erdungsanlagen unter Tage dargelegt.

Tests were performed on lining materials, which enable conclusions about the long-term stability of tunnels. For this purpose, laboratory tests were carried out on lining elements, which had been in use in existing tunnels for 20 to 40 years. To examine the effective forces and load transfer between tunnel lining layers, experiments were performed with sheet membranes in combination with shotcrete and in-situ concrete. The investigations show the influence of the surface roughness of sprayed concrete on the sheet membrane and the shear behaviour of the waterproofing system. The sheet membrane shows various types of damage, like indentations and scratches to the surface. The tests reveal that the requirements of the valid guideline are sufficient for uniaxial loading, but combination with shear stresses could lead to damage to the sheet membrane. The results provide information about the bonding behaviour of double-layer tunnel constructions.
Durch Untersuchungen an Ausbaumaterialien können Rückschlüsse auf die Langzeitstabilität von Tunnelbauwerken gezogen werden. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden Laborversuche an Stützmitteln durchgeführt, die in bestehenden Tunnelbauwerken ca. 20 bis 40 Jahre im Einsatz waren. Um die wirkenden Kräfte zwischen den Tunnelschalen zu untersuchen, wurden Experimente mit Kunststoffdichtungsbahnen im Verbund mit Spritzbeton- und Ortbeton durchgeführt. Die durchgeführten Versuche zeigen den Einfluss der Oberflächenrauigkeit von Spritzbeton auf die mechanische Beständigkeit und auf das Scherverhalten des Abdichtungssystems. Die Dichtungsbahnen weisen in Abhängigkeit von der einwirkenden Belastung unterschiedliche Schadensbilder in Form von Eindrücken und Kratzern an der Oberfläche auf. Die Untersuchungen zeigen, dass die Anforderungen laut gültiger Richtlinie bei rein axialer Belastung ausreichend sind, dass es bei zusätzlicher Scherbeanspruchung aber zu Schädigungen in der Abdichtung kommen kann. Die dargestellten Erkenntnisse geben Auskunft über das Verbundverhalten von zweischaligen Tunnelausbauten.

A high degree of cooperation is necessary on every tunnel project. Scarcely any other branch of construction is faced with similar rapidly changing problems. The constantly changing properties of the ground demand the greatest attention and flexibility from all parties. Despite the differing initial positions of the interest groups involved, they have to overcome the complex tasks together. Increasing technical requirements of the project parties are in contrast with the increasing expectations of external stakeholders outside the project. Ever more complicated and extensive contract documents hinder rapid solutions on site for the benefit of the project and lead to a certain loss of ability by the site staff in making appropriate decisions. This unsatisfactory situation can only be countered with mutual understanding and cooperation based on trust.
Bei jedem Tunnelprojekt ist ein hohes Maß an Kooperation erforderlich. Kaum eine andere Bausparte wird mit ähnlichen rasch wechselnden Problemen konfrontiert. Die ständig wechselnde Beschaffenheit des Baugrunds fordert von allen Beteiligten höchste Aufmerksamkeit und hohe Flexibilität. Trotz unterschiedlicher Ausgangspositionen der beteiligten Interessensgruppen ist die gemeinsame Bewältigung der komplexen Aufgabe vorgegeben. Steigende fachliche Anforderungen an die Projektbeteiligten stehen den steigenden Erwartungshaltungen projektferner Stakeholder gegenüber. Immer komplizierter und umfangreicher werdende Vertragswerke erschweren rasche und projektgerechte Lösungen von Problemen vor Ort und führen zu einer gewissen Entmündigung des Baustellenpersonals. Diesem unbefriedigenden Zustand kann nur durch eine von gegenseitigem Verständnis und Vertrauen getragene Kooperation begegnet werden.

• Tunnel-Fix spacers from Betomax protect waterproofing membranes / Tunnel-Fix Abstandhalter von Betomax schützt Abdichtungsfolien
• Hornberg Tunnel shines like new / Hornbergtunnel in altem Glanz

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Die Möglichkeiten, komplexe interaktive Tragsysteme in numerischen Gesamtmodellen zu untersuchen, haben in den letzten Jahren eine sprunghafte Entwicklung erfahren. Das erlaubt insbesondere für Leichtbaukonstruktionen wie Membrantragwerke eine differenziertere Betrachtungsweise. Bisher wurden meist für Membran- und Stützkonstruktion Schnittgrößen und Verformungen getrennt ermittelt. Eine Berücksichtigung der Interaktion und damit die Möglichkeit, die Membran zur Stabilisierung der Stützkonstruktion einzusetzen, wurden vernachlässigt. Dabei bietet insbesondere für bogengestützte Membrantragwerke die Betrachtung des Gesamtsystems die Möglichkeit, den druckbeanspruchten und damit knickgefährdeten Bogen durch die Membran zu stabilisieren und damit effizientere Tragwerke zu entwerfen. Das Ziel der Untersuchung war es, den Einfluß der Membran auf eine Stabilisierung des Bogens abzuschätzen. Dabei wurde insbesondere die Abhängigkeit von der Membranform sowie der Steifigkeit des Bogens betrachtet.

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Die digitale Nahbereichsphotogrammetrie ermöglicht die berührungslose Erfassung von Verformungen, Rissen und anderen Schädigungen bei experimentellen Untersuchungen von Baustoffen, Bauteilen und Baukonstruktionen. Bei Beton bzw. Stahlbeton sind die zu beobachtenden Dehnungen (ca. 3, 5 ‰ Druckbruchdehnung, ca. 0,1 ‰ Zugbruchdehnung) und Rissbreiten (ab 0,05 mm) im Vergleich zu anderen Materialien sehr klein. Bei Betonbauteilen wird die digitale Nahbereichsphotogrammetrie daher oft an der Leistungsgrenze betrieben. Dann entscheidet die optimale Wahl maßgebender Systemparameter darüber, ob die Messaufgabe mit hinreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann. In einer systematischen Studie zu maßgebenden Systemparametern wurden Einflussgrößen und Abhängigkeiten mit einer üblichen Photogrammetrieanlage untersucht. Zu den untersuchten Systemparametern zählen Parameter der Bildaufnahme - wie Signalisierung, Beleuchtung, Belichtung, Bildrate, Objektposition - und Parameter der Bildauswertung - wie Größe, Anzahl und Position der Facetten. Wesentliche Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert. Daraus werden Empfehlungen für Systemparameter beim praktischen Einsatz, erreichbare Messgenauigkeit und Hinweise zu Anwendungsgrenzen abgeleitet.

Digital photogrammetry in construction engineering - Influence of major system parameters and accuracy potential in applications
Digital close range photogrammetry enables non-contact acquisition of deformations, cracks and other damages from materials, members and building constructions. Strains of concrete and reinforced concrete (ca. 3,5 ‰ ultimate compression strain, ca. 0,1 ‰ ultimate tension strain) and crack widths (from 0,05 mm) are very small compared to other materials. Thus, digital close range photogrammetry often operates on its limits when being applied to concrete structures. The optimal choice of major system parameters decides whether measurements can be accomplished with sufficient accuracy. In a systematic study of relevant system parameters influences and interdependencies were investigated by means of conventional digital photogrammetry equipment. System parameters studied include both the image acquisition process - such as signaling, lighting, exposure, frame rate, object location - and the image analysis parameters - such as size, number and position of facets. Key results are presented and discussed. Finally, recommendations are derived for system parameters in practical application and application limits.