Schalenbauwerke haben eine bedeutende Stellung in verschiedenen Gebieten des Bauwesens wegen ihres geringen Materialverbrauchs und ihrer architektonischen Ausstrahlung erlangt. In diesem Beitrag wird die Entwicklung bei den Dachtragwerken aus Stahlbeton im Osten Deutschlands dargestellt, wobei besonders das Bestreben deutlich wird, den hohen Aufwand an Rüstung und Schalung durch die Anwendung von Fertigteilen sowie durch Kombinationen mit Seilsystemen und Stabnetzen zu vermindern. Es wird dabei vorwiegend auf statisch-konstruktive Aspekte im Bau von Schalen eingegangen. Architektonische Aspekte werden nicht berührt, obwohl sie gleichrangige Bedeutung haben.

Elastomer-Verformungsgleitlager, die als elastische Unterlags- platten für das Takt-Schiebe-Verfahren verwendet werden, sind extrem hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Die Anforderungen an diese Lager ergeben sich aus dem Verschiebevorgang, der mit Teilflächenpressungen von 70 N/mm2 und Abweichungen von der Planparallelität zwischen Auflagerbank und Brückenüberbau erfolgt, wobei die Lager oft schnell verschleissen und zerstört werden.

Schäden an Silos und Messungen in Silozellen haben gezeigt, daß die in den Vorschriften angegebenen Bemessungslasten oft unzureichend sind. Um eine theoretische Erklärung für die hohen Messwerte von Silolasten zu finden, werden Spannungsfelder im Silogut betrachtet, die beim Übergang vom Ruhezustand in den Bewegungszustand des Entleerens auftreten können.

Es werden praktische Vorschläge gemacht, wie die Abfangung innerhalb geschlossener Wandflächen, die Befestigungen an Halfenschienen oder Dübeln, die Anordnung von Dehnungsfugen, Vertikalfugen und die Abfangung über Öffnungen und an bestehenden Gebäuden konstruktiv mit Halfeneisen auszuführen sind.

Nach der Wieghardtschen Analogie entsprechen den Spannungen in elastischen Scheiben die Krümmungen Kirchhoffscher Platten. Es werden die Plattenkrümmungen mit Hilfe einer Moire of Moire Methode gemessen und aus ihnen durch Multiplikation mit einem Masstabsfaktor die Scheibenspannungen bestimmt. Die Ergebnisse werden mit den auf spannungsoptischem Wege gewonnenen Scheibenspannungen verglichen.

Es werden die bekannten Erddrucktheorien von Jaky und Rankine kurz vorgestellt. Danach werden Ergebnisse von Modelluntersuchungen zu Parameterstudien wie Stützwandrauhigkeit, Setzungen, Böschungsneigung und Vorverdichtung beschrieben.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Für die Torsionsbemessung ist nach DIN 1045-1 neben einer Ermittlung des Druckstrebenwinkels nach Gl. (73) auch der vereinfachte Ansatz eines Neigungswinkels von 45° zulässig. Untersuchungen zeigten, daß bei bestimmten Belastungskombinationen die beiden Verfahren nicht alternativ angewandt werden sollten. Zudem zeigt sich eine generelle Überschätzung der Druckstrebentragfähigkeit unter Torsion nach DIN 1045-1.
Vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse werden ein Vorschlag zur Bestimmung des Druckstrebenwinkels für die Torsions- und Torsions-Interaktionsbemessung sowie ein Ansatz zur Beschreibung der Geometrie des effektiven Hohlkastens vorgestellt. Vergleichend werden die Ergebnisse einer Auswertung der Datenbank nach Eurocode 2 in seiner Neufassung vom April 2002 dargestellt.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Es wird die insgesamt 250 m lange dreifeldrige Spannbeton-Schrägseilsegmentbrücke vorgestellt. Die maximale Öffnungsweite beträgt 125 m. Als Brückenquerschnitt wurde ein Kastenträgerprofil gewählt. Die Brückenkabel sind an zwei 28 m hohen Stahlpylonen aufgehängt.

Ausgehend von der Planung, Ausschreibung und Vergabe werden die Besonder- heiten dieser bisher längsten im Taktschiebeverfahren hergestellten Brücke dargestellt. Unter Berücksichtigung der Belastungsannahmen wird die Wettbewerbslage des Verfahrens erörtert. Im einzelnen werden die geometrischen Bedingungen, die Detailausbildung des Querschnitts sowie die Besonderheiten der Berechnung und des Verschiebens geschildert. Beim Verschieben dieses Bauwerks lag der unter günstigen Bedingungen erzielte geringste Reibungsbeiwert der Gleitlager bei 2%. Die Angaben über die Baustelleneinrichtung und den Bauablauf zeigen den Stand der Technik des Taktschiebeverfahrens. Die Schilderung der Vermessung und der einzuhaltenden Toleranzen verdeutlichen die erforderliche Genauigkeit der Bauausführung.

Über Entwurf, Ausschreibung, Vergabe, Konstruktion und Bauausführung eines insgesamt 3150 m langen Brückenviadukts längs des Vierwaldstättersees in der Schweiz. Wegen sehr ungünstiger Hangbewegungen mussten zunächst sehr aufwendige Gründungsmassnahmen für die Brückenpfeiler durchgeführt werden. Hierzu wurden um die eigentlichen Brückenpfeiler, die auf Fels gegründet wurden, Schachtbauwerke errichtet, die den Druck des labilen Hangschutts aufnehmen können. Die Brückenüberbauten wurden als Torsionshohlkasten ausgeführt, wobei das Konzept von Zwillingsbrücken den Vorzug gegenüber einer Einzelbrücke mit je zwei Richtungsfahrbahn erhielt.

Der Bericht beschreibt Versuchsergebnisse zum Einfluss der Feuchte auf das Schwinden und Kriechen von Beton unter Torsions- und Druckbelastung.

Classic tunnelling shields can reach their technical, but also their economic limits, when they have to drive through highly varied geologies along the tunnel route. A tunnel route may pass through extended sections of stable rock faces which alternate with soft, water-bearing loose soils. Such tunnelling routes are among the most demanding challenges in tunnel construction and they have to be mastered more and more often, because important infrastructures nowadays are being built in such formations. Herrenknecht has developed so-called Multi-mode tunnel boring machines especially for ground conditions of this kind. These are hybrid tunnel boring machines which offer optimum safety and flexibility when choosing the support and excavation method. They allow for an optimum tunnelling strategy that is adaptable to the conditions along the tunnel alignment. And they also have a positive influence on the desired efficiency. Multi-mode machines have different concepts in terms of how rapidly or how easily they can be adapted. The following chapters describe the functionalities of the Multi-mode TBM and the corresponding reference projects. In addition, this paper deals with the innovative concept of the Herrenknecht Variable Density TBM, a first universal tunnel boring machine for mixed ground conditions.
Klassische Vortriebsschilde können bei geologisch variantenreich aufgebauten Tunneltrassen an technische, aber auch wirtschaftliche Grenzen stoßen. So kann eine Tunneltrasse längere Passagen standfestes Gebirge enthalten, das in weiche, wasserführende Lockerböden wechselt sowie umgekehrt. Derartige Streckenverläufe gehören zu den anspruchsvollsten Anforderungen im Tunnelbau. Sie stellen immer öfter eine Herausforderung dar, da wichtige Infrastrukturen in solchen Formationen gebaut werden. Herrenknecht hat speziell für solche Baugründe und Projekthintergründe sogenannte Multi-Mode-Tunnelbohrmaschinen entwickelt. Es handelt sich hier um hybrid aufgebaute Vortriebsmaschinen, die höchstmögliche Sicherheit und Flexibilität bei der Wahl des Stütz- und Abbauverfahrens bieten, also eine in Hinsicht auf den Streckenverlauf anpassungsfähige und möglichst optimale Vortriebsstrategie ermöglichen. Dies hat auch positive Effekte auf die gebotene Wirtschaftlichkeit. Multi-Mode-Maschinen sind hinsichtlich der Anpassungsschnelligkeit und des Anpassungsaufwands unterschiedlich angelegt. Die folgenden Kapitel beschreiben die Funktionsweisen der Multi-Mode-TBM und entsprechende Referenzprojekte. Zudem geht der Beitrag auf das neuartige Konzept der Herrenknecht “Variable Density TBM” ein, einer ersten universellen Vortriebsmaschine für Lockergestein.

As the use of hard rock TBMs constantly continues to grow, so are the experiences gained in these projects and the challenges that need new solutions. Cutterhead modeling has been a successful tool used by the industry at various levels of sophistications relative to the end use. These models are based on the estimation of the cutting forces and can be used for cutterhead design optimization as well as performance estimates. While these models have proven to be useful in these areas, there is still room for improving their accuracy to account for different rock features and rock mass properties. New and emerging technologies in cutter and machine manufacturing can be assisted by the use of these models in optimizing their use or assessing their potentials. This paper reviews the state of the art of modeling used for design and performance prediction of hard rock TBMs. A brief overview of the available models will be offered and their strength and shortcomings will be discussed.

Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse experimenteller und numerischer Untersuchungen des Verformungsverhaltens von Sand unter zyklischer Beanspruchung mit Polarisationsänderung vorgestellt. Es ist bekannt, dass bei einem Polarisationswechsel die Akkumulationsrate sprunghaft ansteigt. Mit Fokussierung auf dieses Phänomen wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm am Einfachschergerät mit veränderbarer Lastrichtung durchgeführt. Dabei wurde die Abhängigkeit des Verformungsverhaltens von Amplitude, Lagerungsdichte, Normalspannung, Änderungswinkel, Zeitpunkt der Änderung und Variation der Amplitude detailliert untersucht. Anhand der Ergebnisse dieser Untersuchung wird ein neuer Ansatz für die Beschreibung des Polarisationswechsels in einem expliziten Akkumulationsmodell formuliert.

Behaviour of sand under cyclic loading with direction change in simple shear test.
In the present paper the results of the experimental and numerical investigations of the deformation behavior of sand under cyclic loading with polarization changes are presented. In the case of a polarization change, the accumulated strain rate rises abruptly. With the focus on this phenomenon, an extensive test program has been carried out in the simple shear device with changeable shear direction. Based on these results a new approach for describing the polarization change in the explicit accumulation model is formulated.

Die Anwendung von Strukturoptimierung im Bereich der Geotechnik wird in diesem Artikel vorgestellt. Der generelle strukturelle Aufbau (Topologie) eines Streifenfundaments wird hinsichtlich des Verformungsverhaltens optimiert. Zur Topologieoptimierung wird die Solid-Isotropic-Material-with-Penalization-(SIMP)-Methode angewendet. In diesem Artikel wird dafür eine Finite-Elemente-Analyse mit einem entsprechendem Optimierungsalgorithmus gekoppelt. Für die FE-Analyse wird ein hypoplastisches Stoffmodell zur Modellierung von Materialübergängen angewendet. Untersucht werden vier ebene Lastfälle. In einer anschließenden Validierung mit physikalischen 1-g-Modellversuchen werden nachgebildete optimierte Gründungsstrukturen belastet und mit alternativen volumengleichen Fundamenten hinsichtlich ihres Last-Verformungs-Verhaltens verglichen. Die präsentierte Untersuchung zeigt sowohl die Anwendbarkeit als auch das Potenzial der Topologieoptimierung in der Geotechnik.

Topology optimization in geotechnical engineering: application to foundations and validation.
This article presents the application of structural optimization in geotechnical engineering. The general design (topology) of a foundation strip is optimized with respect to its deformation behaviour within the service limit state. The SIMP-method is applied for the topology optimization. Hence, a finite element analysis with Abaqus is combined with an adequate optimization algorithm. A hypoplastic constitutive model for modeling material transitions is used for finite element analysis. Four load cases will be examined. The optimized topology design will be reproduced for the following validation with 1 g physical models. A comparison of the load deformation behavior with non optimized foundations with equal volume is carried out. The presented study shows the applicability and potential of topology optimization in geotechnical engineering.

Auf Baustellen trifft man auf eine Vielzahl an Mauersteinen, die sich durch den Baustoff (Ziegel, Porenbeton, Kalksandstein, Leichtbeton oder Normalbeton), die Struktur (Vollsteine, Lochsteine mit oder ohne Dämmstoff-Füllung), die Geometrie, die Rohdichte und die Druckfestigkeit unterscheiden.
Im Rahmen von Zulassungsverfahren für Kunststoffdübel und Metall-Injektionsanker wird es für Dübel-Hersteller aber immer nur möglich sein, einen Teil dieser Vielfalt von Mauersteinen als zulässigen Verankerungsgrund abzubilden. (Dübel-)Versuche am Bauwerk ermöglichen es dem Anwender dennoch unter bestimmten Bedingungen zulassungskonform zu bemessen und zu montieren, wenn der tatsächlich auf der Baustelle vorhandene Verankerungsgrund nicht in der Zulassung für das Dübelsystem abgebildet ist.
Der vorliegende Artikel ist ein Auszug aus dem Heft 4 der Schriftenreihe des Deutschen Ausschuss für Mauerwerk e.V. (DAfM) “(Dübel-)Versuche am Bauwerk in Mauerwerk - Aktuelle Regelungen für Kunststoffdübel und Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk” und gibt einen Überblick zum dafür vorhandenen und zu beachtenden Regelwerk - insbesondere zu einer der beiden aktuellen Technischen Regeln des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) “Durchführung und Auswertung von Versuchen am Bau für Injektionsankersysteme im Mauerwerk”.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Integrale Planung mit Lebenszyklusperspektive für Büroneubauten ist eine Voraussetzung auf der Prozessebene, um Nachhaltigkeit im Gebäudesektor umzusetzen. Dabei werden Nutzungsänderungen, die im Zuge des Gebäudelebenszyklus auftreten können, bereits im Entwurf berücksichtigt. Auf diese Weise soll eine Grundlage für den Erhalt und die Weiterentwicklung von ökologischen, ökonomischen und sozialen Ressourcen geschaffen werden. In diesem Planungsprozess ist nicht nur die Bilanz für jede einzelne Dimension zu optimieren, sondern auch die Gesamtbilanz, in der die Wechselwirkungen der Dimensionen berücksichtigt werden. Der nachfolgende Beitrag veranschaulicht am Beispiel von Bürogebäuden, wie die soziale Dimension die ökonomische Dimension beeinflussen kann, und gibt damit einen Einblick in die Forschungsarbeit des Projekts “Nachhaltige Büro- und Verwaltungsgebäude in Stahl- und Stahlverbundbauweise“ (P 881). Über den soziotechnischen Systemansatz werden Bürogebäude als technisches Teilsystem identifiziert, das signifikante Auswirkungen auf das soziale Teilsystem - die Nutzer hat. Als Ergebnis der Analyse von Zukunftsstudien wird gezeigt, dass gegenwärtige und zukünftige Nutzeranforderungen Flexibilität als relevante Eigenschaft von Bürogebäuden der Zukunft begründen. Schließlich wird eine Methode aufgezeigt, mit der Aussagen über die ökonomische Vorteilhaftigkeit von flexiblen Gebäudestrukturen mit Stahl getroffen werden können.

Impact of requirements of users on the economic valuation of steel as construction material for sustainable office buildings.
The concept of integral design with life cycle perspective is one precondition to implement sustainability in the building sector. Applying this method means to already include possible changes of use during the life cycle in design processes. This approach helps to safeguard, sustain and develop environmental, economic and social resources. In design processes of this kind, not only every single dimension has to be optimized but also the interdependency between all three dimensions as a whole. With reference to office buildings, the following article shows how the social dimension can influence the economic one and provides with it an insight into the research project “Sustainable office and administration buildings in steel and steel-composite construction” (P 881). Using the sociotechnical system approach, it becomes obvious that office buildings are technical subsystems which affect the social subsystem (user) - and vice versa - significantly. Studies about future work and buildings point out that flexibility is a key quality of office buildings to meet requirements of present and future users. Finally, this article presents a method which enables investors to document the profitability of flexible building structures made of steel constructions.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.