Die Beurteilung der Grundbruchsicherheit flach gegründeter Fundamente ist ein zentrales Thema auf dem Gebiet der Bodenmechanik und des Grundbaus. In Deutschland ist die Nachweisführung in [1] für ausgewählte Randbedingungen geregelt. Die Grundbruchgleichung basiert auf dem Superpositionsansatz nach Terzaghi. In diesem Beitrag wird der signifikante Einfluss der Sohlreibung auf den Bruchmechanismus und die Tragfähigkeit eines einzelnen Streifenfundaments diskutiert. Für eine raue Sohlausbildung wird der bekannte Berechnungsansatz für den Grundbruchwiderstand für den Fall zweier benachbarter und wechselwirkender Streifenfundamente erweitert. Mit Hilfe der Kinematischen Elemente Methode (KEM) nach [2] und [3] werden zunächst ein geeigneter Bruchmechanismus entwickelt und anschließend für unterschiedliche Abstände S zwischen den beiden Fundamenten und verschiedene Reibungswinkel &phgr; die Traglasten der Fundamente berechnet. Durch Einführung eines Wechselwirkungsfaktors &eegr;, der die Traglast benachbarter Fundamente mit der eines frei stehenden Fundaments in Relation setzt, wird die Steigerung der Traglast beschrieben. Ein Vergleich mit anderen theoretischen sowie experimentellen Untersuchungen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den mit der KEM berechneten Ergebnissen bei vergleichbaren Annahmen der Bruchmechanismen sowie der Sohlreibungsverhältnisse.

On the bearing capacity of single and interfering strip footings - Analysis of the influence of footing-base-friction and interference factors by the KEM.
The assessment of bearing capacity of shallow footings is one of the main topics in soil mechanics as well as in foundation engineering. In Germany the safety analysis is regulated in [1]. Chosen boundary conditions are considered. The so called ground failure equation is based on the superposition principle after Terzaghi. In the present article the significant influence of base-friction on the bearing capacity of shallow strip footings will be discussed. The general approach of the bearing capacity analysis will be extended to the boundary condition of two adjacent interfering rough footings. By using the Kinematical Element Method (KEM), originally developed in [2] and [3], an appropriate failure mechanism will be developed and bearing capacity calculations are carried out for varying distances S between the footings. Also different friction angles &phgr; of the soil will be considered in this parameter study. By defining an efficiency factor &eegr;, as the ratio of an interfering footing and one that is isolated, the change in bearing capacity can be evaluated. A comparison with available theoretical and experimental data confirms the present KEM-results.

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Derzeit wird bei stark chloridbelasteten Bauteilen die Dauerhaftigkeit im Allgemeinen durch dichte Betone, große Überdeckungen, konstruktive Maßnahmen und Beschichtungen sichergestellt. Die Dauerhaftigkeit durch den Einsatz nichtrostender Stähle zu gewährleisten, bleibt zumeist aus ökonomischen Gründen unberücksichtigt. Zukünftig kann der Einsatz niedrig legierter und damit weniger kostenintensiver Stähle eine Option zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit werden.
Der vorliegende Bericht zeigt zum einen Untersuchungsergebnisse zum Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle aus experimentellen Untersuchungen. Zum anderen zeigt diese Veröffentlichung in rechnerischen Analysen, welchen Vorteil die Verwendung eines nichtrostenden Stahls auf die korrosionsfreie Lebensdauer bzw. die erforderliche Bewehrungsüberdeckung gegenüber einem normalen Betonstahl bietet.
In den Laboruntersuchungen an Mörtelproben wurde für niedriglegierten nichtrostenden Stahl der Stahlsorte 1.4003 der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt Ckrit gemessen und mit dem eines üblichen, warmgewalzten Betonstahls B500B verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung des kritischen Chloridgehalts Ckrit um den multiplikativen Faktor ca. 2 bis 3 gegenüber einem normalen Betonstahl. In Lösungsversuchen und Auslagerungsversuchen in Beton wurden ergänzend kritische Chloridgehalte an hochlegierten Duplexstählen der Werkstoffnummer 1.4462 bestimmt. Hierbei konnten um den Faktor > 5 erhöhte kritische Chloridgehalte festgestellt werden.
In den rechnerischen Analysen wurde untersucht, welchen Einfluss ein ca. zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt auf die Nutzungsdauer und die erforderliche Bewehrungsüberdeckung haben kann. Die Berechnungen wurden deterministisch sowie probabilistisch durchgeführt. Die probabilistischen Berechnungen erfolgen für Zuverlässigkeitsniveaus von &bgr; = 0,5 bis 1,5. Die rechnerische Analyse erfolgt auf Basis des fib-Modells. Der Einfluss wurde für drei bestehende Bauwerke der XD3-Exposition ermittelt. Dabei führt ein zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt, je nach gewähltem Zuverlässigkeitsniveau, zu einer 1,5- bis > 13-mal höheren rechnerischen Lebensdauer.

On the effect of stainless steel on service life of reinforced concrete structures
At present, service life of reinforced concrete exposed to sea or deicing salts is generally enhanced by densifying concrete, increasing cover thickness, concrete coating or by constructive measures. Increasing the durability by the use of highly alloyed stainless steel instead of ordinary carbon steel is mostly not considered for economic reasons. However, the use of low-alloyed stainless steels, that are less costly, may be a realistic alternative option for ensuring durability.
This paper presents, firstly, experimental investigations on the corrosion behavior of stainless steels in mortar. Secondly, by means of model computations, the paper shows how stainless steel type (alloy grade) affect service life and required cover thickness compared to ordinary carbon steel.
In the laboratory tests on mortar samples, the critical, corrosion-inducing chloride content Ccrit was measured for low-alloyed stainless steel of the steel grade 1.4003 and compared with that of a conventional, hot-rolled reinforcing steel B500B. The results show an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative fact
or about 2 to 3 compared to the ordinary reinforcement steel. In solution tests and exposure tests in concrete, additional critical chloride contents were determined on high-alloyed duplex steels of material number 1.4462. In these studies an increase of critical chloride content by a factor of 5 or larger were determined.
In the model computation the influence of critical chloride content in the range of experimental observations (2 to 5 times Ccrit of carbon steel) on service life and required cover thickness were investigated. The calculations were carried out deterministically and probabilistically. The probabilistic calculations were performed for reliability levels of &bgr; = 0.5, 1.0 or 1.5. The computational analysis is based on the fib model. The influence was determined for three practical situations under XD3 exposure. The results show that an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative factor about 2 to 5 compared to carbon steel leads to an increase in service life of 1.5 to > 13 in dependency of the selected reliability level.

Kennzeichnend für die Baukonstruktion sind weit gespannte Flachdecken, die durch schlanke Stahlverbundstützen der Bauart Geilinger gestützt werden. Dort, wo größere Spannweiten gewährleistet werden mußten, kamen zusätzlich Stahlverbundträger zum Einsatz. Eine Besonderheit stellen dabei schwingungsgedämpfte Verbundträger unter der Veranstaltungshalle dar.

No standards covering greenhouse gas (GHG) emission calculations caused by construction processes have been developed so far. This work makes a proposal for the calculation of greenhouse gas emissions originating from geotechnical works. This proposal is based on the standards ISO 14040 and ISO 14044. It shows a universal and flexible approach applicable for all kinds of geotechnical works and allows a reliable estimation of the greenhouse gas emissions. Finally, example calculations of two foundation methods (bored piles and vibro stone columns) of a project show the impact of the raw materials used to the total emission sum, leading to a massive reduction of greenhouse gas emissions with the vibro stone solution compared to the bored pile solution emissions.

Berechnung der Treibhausgasemissionen bei Spezialtiefbauarbeiten.
Für die Berechnung der aus Bautätigkeiten herrührenden Treibhausgasemissionen gibt es bis dato keinen universellen Ansatz. Es wird ein Vorschlag zur Ermittlung von Treibhausgasemissionen bei Spezialtiefbauarbeiten gemacht, angelehnt an die Normen ISO 14040 und ISO 14044. Der vorgestellte Berechnungsansatz ist auf jede Art von Spezialtiefbauarbeiten anwendbar und führt zu einer zuverlässig genauen Abschätzung der Treibhausgasemissionen von Spezialtiefbauarbeiten. Die abschließende Gegenüberstellung der Treibhausgasemissionen zweier Gründungsvarianten (Bohrpfähle und Rüttelstopfverdichtung) eines Bauvorhabens zeigt, dass das verwendete Baumaterial einen großen Einfluss auf die Treibhausgasbilanz hat. Gegenüber einer Bohrpfahllösung kann durch den Einsatz der Rüttelstopfverdichtung eine massive Reduzierung der Treibhausgasemissionen erreicht werden.

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A new underground station at Střížkov in Prague has been designed and built as a special structure with a high level of aesthetics. The hall structure is 160 m long, 42 m wide and 20 m high. Two crossing hingeless main arches spanning 160 m are fixed to concrete pylons. The roof structure is suspended from the main arches using a system of prestressed rods and supported by columns around the roof. Most of the members are curved with variable cross-sections (the majority of sections are welded boxes with a plate thickness of 10 - 35 mm except the columns, which are welded I-sections). The geometry of all parts made design, fabrication and erection very difficult. The whole structure was built under the direct supervision of the architect. The underground station was opened to the public in May 2008.

Es werden vier Großversuche an freistehenden Fachwerkmasten aus Winkelprofilen vorgestellt, die im Rahmen des RFCS- (Research Fund for Coal and Steel) Forschungsprojekts ANGELHY durchgeführt wurden. Die Maste werden durch eine horizontale Kraft am Mastkopf belastet. Die Belastung erfolgt entweder parallel zu den Seiten oder über Eck. Je nach Ausbildung und Querschnittsauswahl versagen die Stiele oder die Verbandsdiagonalen. In diesem Beitrag werden zunächst die Versuche vorgestellt. Darauf folgend werden die Versuche mittels numerischer Analysen und Nachweise der Tragelemente nach gültigen Normenbestimmungen nachgerechnet. Es wird gezeigt, dass die Rechenmodelle die Versagensformen richtig erfassen. Allerdings zeigt sich auch, dass die Nachweisregeln des Eurocode 3 konservativ und änderungsbedürftig sind. Es wurde dann ein zweites Berechnungsmodell getestet, bei dem sowohl die numerische Berechnung als auch die Tragfähigkeitsnachweise auf detaillierteren Annahmen beruhen. Die Anwendung dieses Rechenmodells führt zu genaueren Ergebnissen bezogen auf die Laborversuche und zu einer Tragfähigkeitserhöhung von ungefähr 10-30 % im Vergleich zum vereinfachten Eurocode-3-Rechenmodell.

Behaviour of lattice towers with angle profiles
Four experimental large-scale tests on angle section lattice towers are presented that have been carried out in the frame of ANGELHY, an RFCS (Research Fund for Coal and Steel) research project. The towers were subjected to pushover loading, applied in orthogonal or diagonal direction at their top. Failure occurred due to buckling of the braces or the legs, depending on the lay-out. This paper presents first the experimental tests. Then, the experimental tests are recalculated through the currently available design model. It is shown that this design model correctly predicts the failure modes. However, it is also shown that the Eurocode 3 provisions are very conservative and need to be improved. Therefore, a second design model has been applied to recalculate the towers. This alternative design model is more refined concerning the modelling of the tower and concerning the resistance checks. The application of the alternative design model leads to more precise results compared to the laboratory tests and to an increase in the tower resistances that are approximatively 10-30 % higher than those obtained by the current Eurocode 3 model.

Es wird über 6 Versuche an schlanken ausmittig gedrückten, also durch Moment und Druckkraft belasteten Stahlbetonstützen berichtet, die zur Überprüfung eines früher vom Verfasser vorgestellten Berechnungsverfahrens zur Ermittlung der Tragfähigkeit dienen sollten. Es zeigt sich in Übereinstimmung mit den theoretischen Überlegungen, daß Instabilität erst eintritt, wenn die Prismendruckfestigkeit am gedrückten Rand erreicht wird.

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Plane grillages and finite element models are widely used for the design of bridges. In a grillage idealization the entire superstructure of the bridge is suitably represented by different sets of bar elements. On the other hand, the finite element method makes use of plane and solid elements for the three-dimensional representation of the structure. Although these models are generally accepted as sufficiently accurate, they are associated with some drawbacks. To overcome the difficulties of plane grillage and finite element analyses, a new way of modelling steel composite bridges is presented in this paper. The proposed model is based on the simulation of steel I-girders through the use of equivalent trusses. The concrete slab is represented by a set of bar elements and the bearings by the use of appropriate springs. Diaphragms and stiffeners may also be taken into account.
This new way of modelling composite bridges using a spatial system of beam-like structural elements allows deformations and internal forces to be predicted reliably, and can be used for dynamic and stability analysis. Worked examples are also provided to illus trate the setup procedure for 3D modelling and to compare the different analysis methods. The work presented in this paper is part of a research project investigating the modelling of steel and composite bridges which is being carried out at the National Technical University of Athens.

Innovative dissipative (INERD) Verbindungen für erdbebensichere ausgesteifte Tragwerke aus Stahl werden vorgestellt. Zwischen den Verbandsdiagonalen und den Stützen erfolgte die Verbindung mit Hilfe von Augenstäben und Bolzen. Die Bolzen sind die dissipativen Zonen in diesen Tragwerken, während die anderen Tragwerksteile gegen inelastische Verformungen und Instabilitäten geschützt sind. Das Verhalten der Verbindungen unter monotoner und zyklischer Beanspruchung wurde durch experimentelle und theoretische Untersuchungen studiert. Einfache Regeln zur Bemessung der Verbindung und der angrenzenden Teile werden vorgestellt.

Ein nach Südosten orientiertes zweistöckiges Mehrfamilienhaus wurde wärmetechnisch saniert. Neben Verbesserungen des Wärmeschutzes im Wand-, Decken- und Fensterbereich wurde die Südost- und Südwest Fassade mit Transparenten Wärmedämmsystemen (TWD-System) ausgerüstet. Gebäude und TWD-System waren experimentell auf ihr thermisches und energetisches Verhalten unter verschiedenen klimatischen Bedingungen zu untersuchen. Der Netto-Heizenergieverbrauch betrug in der Heizperiode 1990/91 40 kWh/m² . Die solaren Gewinne des TWD-Systems trugen zur Energiebilanz mit 22 % bei und bewirkten eine Heizenergieeinsparung von 12,7 kWh/m² Wohnfläche gegenüber einer Ausführung mit opaker Dämmung. Die Sonnenschutzmaßnahmen waren effektiv: es trat keine Überwärmung unter sommerlichen Bedingungen auf. TWD-Systeme lassen sich gut im Altbaubestand einsetzen.

Thermische Solaranlagen sind inzwischen ein selbstverständlicher Bestandteil der Haustechnik vieler Neubauten. Entsprechend sind in Deutschland bis Ende 2001 knapp vier Millionen Quadratmeter Solarkollektoren installiert worden, und zwar bei einer Zubaurate von zuletzt fast 1 Mio. m² pro Jahr. Die folgenden Ausführungen diskutieren die wesentlichen technischen Voraussetzungen für die Installation von Standardsolaranlagen, wie z. B. geeignete Zusatzenergieträger oder den Platzbedarf. Allgemein ist bei der Integration von Solaranlagen in bestehende Haustechniksysteme ganz besonders auf eine exakte Planung und eine gute Abstimmung der Komponenten zu achten.

Existierende Modelle zur Bewertung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauten erlauben es, den durch den Zuverlässigkeitsindex charakterisierten grenzzustandsbezogenen Zustand des Bauwerks während der Nutzungsdauer zu prognostizieren. Ferner kann ein fester (Grenz-)Wert für die Zuverlässigkeit definiert werden, der sich auf eine maximal akzeptable Auftretenswahrscheinlichkeit eines ausgewählten (ungewollten) Ereignisses (Grenzzustand) bezieht. Je schlechter der Zustand, desto höher die zu erwartenden Instandsetzungskosten. Gelingt es, die zu erwartenden Instandsetzungskosten in Abhängigkeit vom Zuverlässigkeitsindex zu beschreiben, könnten so Instandsetzungszeitpunkte kostenoptimal festgelegt werden. Daher wurden Gutachten mit umfangreich dokumentierten Inspektionsergebnissen und zugehörigen Kosten durchgeführter Tiefgarageninstandsetzungen analysiert. Hauptursache für die Instandsetzungen war stets chloridinduzierte Bewehrungskorrosion. Es wurden drei Näherungsmethoden zur Abschätzung der Zuverlässigkeit an Stütz- und Wandfüßen verwendet und miteinander verglichen. Die so bestimmten Bauteilzuverlässigkeiten wurden dann mit den jeweils real angefallenen Instandsetzungskosten in Beziehung gesetzt. Auf Bauwerksebene konnte zunächst kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Zuverlässigkeit und Instandsetzungskosten hergestellt werden. Auf Bauteilebene gelang dies jedoch bei einem Projekt. Dies liefert einen Ausgangspunkt zur kostenoptimierten Festlegung von Instandsetzungszeitpunkten.

Rehabilitation of parking garages - when and why?
Existing models for the evaluation of the durability of reinforced concrete structures allow to prognose the limit state condition of the structure during its service life by means of the reliability index. Furthermore, in the decision-making process, a fixed (limit) value for the reliability can be defined, which refers to a maximum acceptable probability of occurrence of a selected (undesirable) event (limit state). The worse the condition, the higher the expected rehabilitation costs. If it is possible to describe the expected rehabilitation costs as a function of the reliability index, the repair times can be determined in a cost-optimal way. Therefore, expert reports with extensively documented inspection results and associated costs of underground parking garage repairs were analyzed. The main cause of the repairs was in all cases chloride-induced reinforcement corrosion. Three approximation methods were used to estimate the reliability of column and wall bases and compared with each other. At the structure, i.e. object level, it was not possible to establish a clear relationship between reliability and repair costs. However, at the structural component level, this was achieved for a single project. This provides a starting point for cost-optimized determination of repair times.

Für den Ausfluß unter einer Planschütze wird ein Verfahren vorgestellt, das die Bestimmung der Ausflußwassermenge über zwei Druckmessungen ermöglicht. Grundlage des Verfahrens ist ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Sohlendruck in Schützenebene und der Abflußmenge für den freien Ausfluß.

Nominated for the Bernt Johansson Outstanding Paper Awards at Nordic Steel 2019
Over the past few decades, the cold-formed steel industry has developed a manufacturing technique for producing self-supporting arches from trapezoidal steel sheets. The press-forming procedure is based on introducing transverse corrugations into the main direction of the flat profile in order to bend it. The main problem is that these indentations, which are essential to curve the profile, change the effective properties of the original steel sheet. Currently, there is no design code or standardized test procedure that can be used to obtain the effective properties of the corrugated profile. This research project analyses the behaviour of the corrugated profile when it is subjected to pure compression and compares it with the behaviour of the flat profile.

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Bei der GV-Verbindung des Montagetores konnte mit besonderen Maßnahmen sowie mit Hilfe des Höher-Anspannens der HV-Schrauben gegenüber den geforderten Werten nach DASt-Ri 010 ein Mangel, der an einem um ca. 10 % zu niedrigen Reibbeiwert der mehrfach behandelten Kontaktflächen lag, wettgemacht werden. Sorgfältigste Materialauswahl und Herstellung, zielgerichtete Fertigungssteuerung und lückenlose Feretigungskontrolle sicherten eine HV-Schraube M30 x 130 von höchster Qualität, die sich optimal im vorgesehenen Einsatz verhält. Mit wissenschaftlichen Methoden konnte festgestellt werden, daß dieses Produkt deutlich über den Mindestanforderungen der DIN 6914 für HV-Schrauben liegt und sehr geringe Streuungen der untersuchten Einzelwerte auftreten. Dank dieser Qualität verlief die Druckprobe des Reaktorsicherheitsbehälters erfolgreich.

Stahlbauhohlprofile werden warm oder kalt hergestellt, was direkten Einfluß auf ihre Einstufung in die Knickspannungslinien nach DIN 18800 (11.90) und auch DIN V ENV 1993 (EC 3) hat. Gegenüber den warmgefertigten Profilen, die in die Knickspannungslinie a eingeordnet sind, müssen die kaltgefertigten Hohlprofile je nach verwendeter Berechnungsspannung mit den ungünstigeren Knickspannungslinien b oder c nachgewiesen werden. Diese Unterscheidung trägt den nach Stand der Technik beschriebenen verminderten plastischen Verformungsreserven und den inhomogenen Werkstoffeigenschaften der kaltgefertigten Hohlprofile Rechnung. Die ungünstigere Einstufung beruht auf einer Tragfähigkeitsbestimmung auf Grundlage nach Stand der Technik lediglich über den Umfang variierender und über die Wanddicke konstanter Streckgrenzen und Eigenspannungen. Für kaltgefertigte Hohlprofile aus Feinkornbaustahl ergibt eine genauere Betrachtung der Werkstoffeigenschaften, die zusätzlich eine Variation über die Wanddicke berücksichtigt, ein stabileres Tragverhalten, das eine günstigere Einordnung dieser Bauelemente in eine höhere Knickspannungslinie durchaus sinnvoll erscheinen läßt.

Im Turm- und Mastbau eingesetzte Bauteile sind oszillierenden Beanspruchungen unterlegen, die aus wechselnden Windeinwirkungen resultieren. Aus Gründen des Korrosionsschutzes werden für die in der Regel als Gitterfachwerk ausgebildeten Konstruktionen feuerverzinkte Stäbe verwendet, deren Löcher für die Schraubenverbindungen meistens gestanzt sind. Das Stanzen der Löcher und das Feuerverzinken wirken sich jedoch negativ auf die Ermüdungsfestigkeit der Stabnettoquerschnitte aus. Aus diesem Grund soll deren Ermüdungsverhalten durch geeignete Maßnahmen wieder auf den Stand von Schraubenverbindungen mit gebohrten Löchern gehoben werden. Um dieses Ziel zu erreichen, kommen hochfeste vorgespannte (HV-)Schrauben zum Einsatz, denn durch das Vorspannen der Schrauben mit Pressungen der Bauteile rechtwinklig zur Oberfläche reduzieren sich die Kerbspannungen am Lochrand, und es entsteht um das Loch herum eine geschützte Zone. Bei anschließender Längsbeanspruchung der Schraubenverbindungen werden dadurch der Rißfortschritt verzögert, die Ermüdungsfestigkeit erhöht und letztendlich die Bauteillebensdauer verlängert.