Otto Graf und seine Karriere bestimmten die Entwicklung der Abteilung Baustoffprüfung an der Materialprüfungsanstalt Stuttgart in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Mit der wirtschaftlichen Erholung Deutschlands und dem Bau der Reichsautobahn nach 1934 erfuhr auch die Baustoffprüfung in Stuttgart einen großen Aufschwung. Otto Graf hatte sich als anerkannter Fachmann für Beton und Eisenbeton etabliert und die Materialprüfungsanstalt war zu einer Anlaufstelle für das gesamte Reichsgebiet in Fragen der Betonfahrbahnen geworden. Die Materialprüfungsanstalt Stuttgart war zunehmend auch in politisch bedeutende Großprojekte des NS-Staates involviert, und als der Zweite Weltkrieg ausbrach, übernahm sie Kriegsaufträge, auch im Holzbereich. Otto Graf stellte teils aus Ehrgeiz, teils aus der Notwendigkeit, die erforderlichen Mittel zum Betrieb der Materialprüfungsanstalt selbst erwirtschaften zu müssen, seine Arbeitskraft dem NS-Staat zur Verfügung. Trotz eines Spruchkammerverfahrens zur Entnazifizierung konnte sich Otto Graf nach dem Krieg wieder rehabilitieren und seine Einrichtung wurde 1953 sogar in “Otto-Graf-Institut” umbenannt.

Ein adaptiver Seildämpfer mit variablen Dämpfungskennlinien wurde erstmals für einen Langzeitversuch bei einer Schrägseilbrücke eingesetzt. Es handelte sich dabei um die 412 m lange Eiland Brücke in der Nähe von Kampen in Holland, die seit Januar 2003 eröffnet ist. Die Seile sind Litzenkabel mit zwei in der Nähe der oberen und unteren Verankerung plazierten Elastomerlagern. Diese Lager haben neben der Reduzierung der Biegebeanspruchung im Verankerungsbereich gleichzeitig eine dämpfende Wirkung. Im Oktober 2004 wurde mit Genehmigung des Betreibers Rijkswaterstaat ein adaptiver Seildämpfer (Adaptive Cable Damper, ACD) eingebaut, der auf dem Prinzip der magnetorheologischen Fluid-Dämpfer funktioniert. Das Ziel ist es, das Dämpfungspotential und die baupraktische Einsatzreife des ACD zu prüfen. Mittels Aufschwingversuchen wurde aus den Ausschwingkurven die Seildämpfung ohne und mit ACD bei unterschiedlichen Einstellungen getestet. Die Messungen zeigen, daß die Systemdämpfung des Seils mit einem passiv eingestellten ACD etwa viermal und bei optimaler Einstellung etwa neunmal größer ist als ohne zusätzlichen Dämpfer. Des weiteren bestätigen die Messungen die hohe Genauigkeit der hier angewandten Methode des modellbasierten Dämpferdesigns. Seit Ende Oktober 2004 ist der ACD mit einer on/off-Regelstrategie im Testbetrieb.

Weitgespannte Förderbandbrücken werden in unzugänglichem Gelände für die Schüttgutförderung eingesetzt. Weil Förderbandbrücken aus Stahl mit sehr kleiner Dämpfung gebaut sind und große freie Längen aufweisen, sind diese schwingungsanfällig. Wegen ihrer unterschiedlichen Spannweiten und zeitlich veränderlicher Schüttgutmenge variieren ihre Modalparameter. Deshalb wird hier die Entwicklung eines aktiv geregelten Schwingungstilgers beschrieben.

Actively controlled vibration absorbers for long span belt conveyor bridges.
Belt conveyor bridges with big free spans are used for the bulk material transportation if the site is difficult to access. Due to their steel construction with low inherent damping and their long free spans, belt conveyor bridges are prone to vibrations. Their modal parameters vary because of their different free lengths and time varying payload. This article therefore describes the development of an actively controlled vibration absorber.

Schrägseile neigen wegen ihrer kleinen Dämpfung von 0,1%-0,15% zu windinduzierten Schwingungen. Da sich Windbedingungen ändern, sind sowohl Schwingamplitude als auch Schwingfrequenz unbekannt. Daher muss ein Seildämpfungssystem die Seile unabhängig von deren Amplitude und Frequenz gleich effizient bedämpfen. Dieser Aufsatz zeigt, wie diese Anforderung mittels echtzeitgeregelter magnetorheologischer Dämpfer erfüllt werden kann. Die Effizienz des adaptiven Seildämpfungssystems ist experimentell validiert und dessen Umsetzung auf den weltgrößten Schrägseilbrücken, der Sutong-Brücke in China und der Russky-Brücke in Russland, beschrieben.

Stay Cable Damping by Real-Time Controlled MR Dampers
Stay cables are prone to wind-induced vibrations due to their low inherent damping of 0,1%-0,15%. Since wind conditions vary over time, vibration amplitudes and frequencies are unknown. Consequently, cable damping systems must generate amplitude and frequency independent cable damping. It is described how this requirement can be fulfilled by real-time controlled magnetorheological dampers. The efficiency of the adaptive cable damping system is experimentally validated and its implementation on the world largest stay cable bridges, the Sutong Bridge in China and the Russky Bridge in Russia, is described.

Im Mai 2010 traten auf der Wolgograd-Brücke windinduzierte Biegeschwingungen mit geschätzten Amplituden bis 40 cm auf. Seit November 2011 wird die Wolgograd-Brücke durch adaptive Massendämpfer bedämpft, deren Frequenz und Dämpfung über geregelte MR-Dämpfer in Echtzeit an die aktuelle Schwingfrequenz der Brücke angepasst sind. Im schlechtesten Fall bedämpft dieses Konzept die Brücke gleich stark wie passive Massendämpfer und in allen übrigen Fällen stärker. Diese Verbesserung ist mit ungefähr nur halb so viel Massendämpfermasse im Vergleich zu passiven Massendämpfern erreicht, was der Bauweise der Brücke entgegenkommt.

Real-time controlled tuned mass dampers for Wolgograd Bridge
In May 2010, the Wolgograd Bridge underwent wind-induced bending vibrations with estimated amplitudes of up to 40 cm. Since November 2011, the Wolgograd Bridge is mitigated by adaptive tuned mass dampers whose frequency and damping are adjusted to the actual frequency of vibration in real-time by controlled MR dampers. This concept mitigates the bridge in the worst case similarly to and in all other cases better than passive tuned mass dampers. This improvement is achieved by approximately half the mass damper mass compared to passive tuned mass dampers which is a desirable feature for the bridge construction type.

Die Anwendung der Matrizenschreibweise zur Beschreibung der Geometrie von Stabwerken.

Es wird eine Deutung der Abzählkriterien zur Feststellung der geometrischen und statischen Unbestimmtheit von räumlichen Tragwerken mit Hilfe der Graphentheorie vorgestellt.

Beton und Stahlbeton sind relativ junge Baustoffe, die aber eine ständig wachsende Bedeutung haben. Die Kaiser-Wilhelm-Gedächtniskirche in Berlin wurde vor ca. 50 Jahren als Stahl- und Stahlbetonkonstruktion errichtet. An diesem Objekt wird beispielhaft dargestellt, wie man denkmalgeschützte Bauwerke unter Berücksichtigung der gültigen Richtlinien instandsetzen kann.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Die Herstellung von geometrisch komplexen Geometrien erfolgt mithilfe von CAD-Lösungen, welche über entsprechende Schnittstellen direkt an CAM-Prozesse gekoppelt sind. Dabei werden verschiedene Verfahren zur Geometrieerzeugung von Knotenverbindungen verwendet, welche im Bericht vorgestellt sind. Die aufwändigste Variante besteht in der Produktion eines Urmodells, welches durch anschließendes Abformen und Ausgießen des Negativs mit einem leistungsfähigen Vergussmaterial der konventionellen Stahlgusstechnik nahekommt. Weitere Verfahren basieren auf der Laserschneidtechnik, bei der die jeweiligen Knotengeometrien zunächst aus ebenen Plattenmaterialien erzeugt werden und nach einem Faltprozess als Schalung zur Verfügung stehen. Ein drittes Verfahren besteht in der Herstellung eines Hohlkörpers, der im 3-D-Drucker hergestellt wird und als verlorene Schalung dient. Alle Schalungen werden anschließend mit einem leistungsfähigen Vergussmaterial (Polymerbeton, ggf. UHPC) befüllt. Anzuschließende Querschnitte (Stahl, Holz, Beton, UHPC) und Einbauteile können beanspruchungsabhängig ausgeführt und verbunden werden. Eine Berechnung der Knoten kann mit den im Ingenieurbau vorhandenen numerischen Methoden (z. B. FEM-Systeme wie ANSYS, ABAQUS) erfolgen, wobei die Materialkennwerte der jeweiligen Vergussmaterialien zugrunde gelegt werden. Die Hochschulen Trier und Mainz entwickeln gemeinsam Verfahren zur Formgenerierung, Produktion und numerischen Modellierung, welche im Aufsatz vorgestellt werden.

Force flow optimized joints in timber engineering
The manufacturing of geometric complex joints can be done by means of CAD-systems linked to CAM for production. Hereby, different methods for direct geometry generation are used and discussed in this paper. The most elaborate method is the fabrication of a connection prototype to mold the specific joint, followed by casting in high-performance grout material (polymer concrete, UHPC, etc.). Other methods to obtain the complex geometry are based on laser cutting technology of planar surfaces to generate the shape of the specific joints. Here, parametric design tools generate the joint surface followed by cutting and folding to produce a formwork for the joint geometry. A third method describes the production of a hollow body by 3-D printing which is used also as formwork. After hardening of the finalized joint, enclosed structural members can be mounted and connected depending on the loading situation. The structural design of the joints can be done by commercially available packages (FE-software, e.g. ANSYS and ABAQUS) involving the material characteristics of the grouting material. The Universities of Applied Science in Trier and Mainz are jointly developing methods for form generation, numerical modeling and fabrication, which are presented in this paper.

Durch die Anwendung des Verfahrens, das besonders geeignet ist für die Bemessung von Bohrpfählen, die durch Normalkraft und Biegung um nur eine Achse belastet sind, ergeben sich erhebliche Einsparmöglichkeiten gegenüber symmetrisch bewehrten Kreisquerschnitten.

Für die wirtschaftliche und sichere Dimensionierung der Bauwerke in der Geotechnik ist die Kenntnis der maßgeblichen Grenz- und Bruchzustände im Boden notwendig. Ermittlung und Untersuchungen der Bruchmechanismen sind im allgemeinen nur mit Hilfe von Rechenprogrammen möglich. Der vorliegende Beitrag enthält eine Einführung in die Problemstellung von Bruchzuständen in Böden, sowie Hinweise zur FEM und KEM hinsichtlich der Berechnung der Bruchzustände. Am Beispiel einer Geländeböschung wird die Standsicherheit nach der KEM und FEM ermittelt.

Bei Lochsteinwänden sind häufig starke Einbrüche der Schalldämmkurve festzustellen. Die Ursache hierfür sind Schwingungen der einzelnen Steine, die auf die geringe Steifigkeit der Steinstruktur zurückzuführen sind. Ein einfaches Meßverfahren erlaubt es, das Schwingungsverhalten der Steine zu untersuchen und die Auswirkungen auf die Schalldämmung abzuschätzen. Die Messungen können sowohl an einzelnen Steinen als auch an Steinverbänden durchgeführt werden. Für genauere Vorhersagen sollten die Verbände aus mindestens sieben Steine bestehen, so daß der zentrale Stein, an dem die Messung vorgenommen wird, auf allen vier Seiten von Nachbarsteinen umgeben ist. Probleme können dadurch entstehen, daß bei manchen Hochlochziegelsorten die einzelnen Steine ein stark unterschiedliches Schwingungsverhalten aufweisen. Bei diesen Steinsorten ist mit einer verringerten Ergebnisgenauigkeit zu rechnen.

Bei wohnüblichen Geräuschen beschreibt das bewertete Schalldämm-Maß Rw die Schallschutzwirkung von Bauteilen im allgemeinen recht gut. Bei tieffrequenten Geräuschen erweist es sich hingegen häufig als ungeeignet. Das gleiche gilt, wenn die Schalldämmkurve ausgeprägte Einbrüche in einzelnen Frequenzbereichen aufweist. Durch Einführung der Spektrum-Anpassungswerte C und Dtr in DIN EN ISO 717-1 werden diese Probleme vermieden, da unterschiedliche Anregungsspektren verwendet werden und die Bewertung der Schalldämmung mit Hilfe der A-Schallpegeldifferenz RA zwischen Sende- und Empfangsraum erfolgt. Der Beitrag erläutert die akustischen Grundlagen und gibt Hinweise zur praktischen Anwendung der Spektrum-Anpassungswerte für die Luftschalldämmung.

Bei wohnüblichen Geräuschen beschreibt das bewertete Schalldämm-Maß Rw die Schallschutzwirkung von Bauteilen im allgemeinen recht gut. Bei tieffrequenten Geräuschen erweist es sich hingegen häufig als ungeeignet. Das gleiche gilt, wenn die Schalldämmkurve ausgeprägte Einbrüche in einzelnen Frequenzbereichen aufweist. Durch Einführung der Spektrum-Anpassungswerte C und Dtr in DIN EN ISO 717-1 werden diese Probleme vermieden, da unterschiedliche Anregungsspektren verwendet werden und die Bewertung der Schalldämmung mit Hilfe der A-Schallpegeldifferenz RA zwischen Sende- und Empfangsraum erfolgt. Der Beitrag erläutert die akustischen Grundlagen und gibt Hinweise zur praktischen Anwendung der Spektrum-Anpassungswerte für die Luftschalldämmung.

Bei wohnüblichen Geräuschen beschreibt das bewertete Schalldämm-Maß Rw die Schallschutzwirkung von Bauteilen im allgemeinen recht gut. Bei tieffrequenten Geräuschen erweist es sich hingegen häufig als ungeeignet. Das gleiche gilt, wenn die Schalldämmkurve ausgeprägte Einbrüche in einzelnen Frequenzbereichen aufweist. Durch Einführung der Spektrum-Anpassungswerte C und Dtr in DIN EN ISO 717-1 werden diese Probleme vermieden, da unterschiedliche Anregungsspektren verwendet werden und die Bewertung der Schalldämmung mit Hilfe der A-Schallpegeldifferenz RA zwischen Sende- und Empfangsraum erfolgt. Der Beitrag erläutert die akustischen Grundlagen und gibt Hinweise zur praktischen Anwendung der Spektrum-Anpassungswerte für die Luftschalldämmung.

Die schalltechnische Qualität von Außenbauteilen wird häufig als nachgeordnete Anforderung betrachtet, obgleich das mit Lärm und Geräuschen verbundene Belästigungspotential erheblich ist. Wie die Beanstandungen bei schalltechnisch mangelhaften Bauten zeigen, erwartet die Mehrzahl der Benutzer und Betreiber einen hochwertigen Schallschutz. In diesem Kontext sind akustische Qualitätsansprüche und -kriterien an Außenbauteile und Fassaden zu betrachten und zu definieren, wobei die Schwachstellen vorwiegend aus der niedrigen Schalldämmung zahlreicher Bauteile und Konstruktionen gegenüber tieffrequenten Geräuschen, wie z. B. Verkehrslärm resultieren. Um dem wachsenden Bedarf an schalltechnischen Verbesserungen von Außenbauteilen zu entsprechen, kann heute auf eine breite Palette von Daten, Erkenntnissen und Lösungsansätzen zurückgegriffen werden. Bezogen auf Wärmedämmverbundsysteme und Lochsteinwände stellt der Beitrag Ergebnisse kürzlich abgeschlossener Forschungsarbeiten vor.

Beim Planen, Bauen und Betreiben von Verkehrswasserbauwerken sind Bestandspläne von großer Bedeutung. Gerade für Instandsetzungen oder Ersatzneubauten, die im Wasserbau einen Großteil der Baumaßnahmen darstellen, beinhalten sie zentrale Informationen u. a. zur Konstruktion der bestehenden Bauwerke. Die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) hat Anfang des Jahrtausends daher alle Pläne mit hohem Aufwand digitalisiert. In dem Digitalisierungsprozess wurden aus technischen Gründen etwa 35.000 Dokumente in Teilaufnahmen (TA) zerstückelt, was deren Übergabe und Nutzung erheblich stört. Diese, im Rahmen eines FuE-Projekts der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) entstandene, Arbeit zeigt, dass mit Image Stitching, einer Methode aus dem Bereich des computerbasierten Sehens (Computer Vision), die Pläne zum Großteil automatisiert zusammengeführt werden können. Mit einem merkmalsbasierten Ansatz werden dafür die Zusammenhänge zwischen den einzelnen TA modelliert und diese in einer gemeinsamen Bildebene aneinander ausgerichtet. Beim Zusammenfügen zu einem Gesamtplan wird mit einer nahtbasierten Methode sichergestellt, dass die Elemente im Plan möglichst am Stück erhalten bleiben. Es wird gezeigt, wie mit innovativen Methoden die Gesamtqualität des Baubestandswerks der WSV automatisiert verbessert werden kann und diskutiert, wie weitere Techniken aus dem Bereich der Computer Vision eingesetzt werden können, um die Ergebnisse noch weiter zu verbessern.

Automatic stitching of fragmented construction plans of hydraulic structures
Inventory plans are of great importance during planning, construction and operation of hydraulic structures. Particularly for repairs or replacements, which represent a large part of the construction measures in hydraulic engineering, they contain central information on the construction of the existing structures. At the beginning of the millennium, the German Federal Waterways and Shipping Administration (WSV) therefore digitized all plans at great expense. In the digitization process, about 35,000 documents were fragmented into partial images for technical reasons, which significantly disturb their transfer and use. This work, which is a result of a R&D-project of the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW), shows that with image stitching, a method from the field of computer vision, the plans can be stitched automatically for the most part. Using a feature-based approach, the relationships between the individual fragments are modeled and aligned in a common image plane. When merging to an overall plan, a seam-based method ensures that the elements in the plan are preserved. It is shown how innovative methods can be used to improve the overall quality of the WSV's inventory documents in an automated manner, and it is discussed how further techniques from the field of computer vision can be used to improve the results even further.

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) verbessern die thermische Isolation der Gebäudehülle und liefern damit einen wichtigen Beitrag zur Einsparung von Heizenergie. Sie wirken sich jedoch außerdem in erheblichem Maße auf die akustischen Eigenschaften der Außenwände aus, wobei je nach Ausführung sowohl eine Verbesserung als auch eine Verschlechterung der Schalldämmung erfolgen kann. Deshalb wurden bereits vor etwa fünfzehn Jahren Planungswerkzeuge entwickelt, mit denen sich die Schalldämmung von Wänden mit WDVS zuverlässig vorherberechnen lässt. Die hierzu verwendeten Berechnungsmodelle sind bis heute im Einsatz. Da sich die Bauweise von Außenwänden infolge der verschärfen Anforderungen an den Wärmeschutz seither erheblich verändert hat, waren ergänzende Untersuchungen erforderlich, um die bestehenden Modelle an die aktuellen Bauweisen anzupassen. In dem Beitrag werden die Ergebnisse des hierzu durchgeführten Forschungsvorhabens beschrieben, wobei der derzeitige Wissenstand zur Schalldämmung von Wänden mit WDVS in einer Übersicht zusammengefasst und auch auf den akustischen Einfluss von WDVS im Kontext der baulichen Gesamtsituation sowie auf die Bedeutung von Spektrum-Anpassungswerten für den baulichen Schallschutz eingegangen wird. Eine Übersicht über sämtliche zur Vorhersage der Schalldämmung erforderlichen Formeln erleichtert die praktische Anwendung der entwickelten Berechnungsverfahren.
External thermal insulation composite systems (ETICS) improve the thermal insulation of the building envelope, and thus contribute substantially to saving heating energy. However, they also considerably affect the acoustic characteristics of exterior walls. Depending on the design of the ETICS, this can lead to either an improved or an inferior acoustic insulation. For this reason, already about fifteen years ago, planning tools were developed which allow to predict reliably the sound insulation of walls with ETICS. The applied calculation models are still used today. As the structure of exterior walls has changed significantly since then due to the more stringent requirements for thermal insulation, additional investigations were needed to adapt the existing models to the current construction methods. This paper presents the results of the research project carried out on this topic and provides a summarizing overview of the current state of knowledge on the sound insulation of walls with ETICS. It also discusses the acoustic impact of ETICS within the context of the overall structural situation, as well as the importance of spectrum adaptation terms for constructional noise protection. An overview of all formulas required for a prediction of the sound insulation facilitates the practical application of the developed calculation methods.

Ein Berechnungsverfahren für die Ermittlung der Traglast von torsionsbeanspruchten dünnwandigen Stäben wird vorgestellt. Die mit diesem Verfahren ermittelten Torsionstraglasten liegen erheblich über entsprechenden elastischen Grenzlasten. Der Grundgedanke des Verfahrens besteht darin, Laststeigerungsfaktoren für die St. Venantsche- und Wölbkrafttorsion zu ermitteln und diese zu addieren, wobei die gegenseitige Beeinflussung der beiden Torsionsmechanismen durch eine Interaktionsbeziehung berücksichtigt wird. Versagensmechanismen für verschiedene Lagerungs- und Belastungsfälle und die Ermittlung der zugehörigen Laststeigerungsfaktoren werden erläutert, eine Interaktionsbeziehung für I-Profile wird angegeben. Die Berechnung nach diesem Verfahren ist im allgemeinen einfacher als die aufwendige elastische Wölbkrafttorsionsrechnung. Die Anwendung des Verfahrens wird an zwei Rechenbeispielen demonstriert.

Eine Stahlrohr-Konstruktion aus sieben Dreigurtbindern überspannt tragflügelartig eine Fläche von 100 m x 76 m, wird von 11 m langen, schrägliegenden Stahlguß-Stützen gehalten und ruht auf Stahlguß-Auflagerknoten. Konstruktion und Berechnung, Werkstattfertigung und Montage des stählernen Dachtragwerks werden erläutert. Berichtet wird ferner von der Umsetzung der Ergebnisse der Windkanalversuche. Außerdem werden Besonderheiten der stählernen Fassaden-Hinterkonstruktion aufgezeigt.

Die Berechnung der Verformungen von schubbeanspruchten Mauerwerksscheiben basiert bisher auf empirischen Beziehungen, welche je nach Ansatz Streuungen in den Ergebnissen aufweisen und Interpretationsspielraum offen lassen.
Um diesen Umstand zu verbessern, wird im vorliegenden Artikel das Last-Verformungsverhalten von unbewehrten Mauerwerksscheiben mithilfe des aus dem Stahlbeton bekannten klassischen Druckfeldmodells beschrieben. Als Grundlage wird ein geeignetes Stoffgesetz für Mauerwerk entwickelt, welches die inhomogenen und anisotropen Eigenschaften von Mauerwerk berücksichtigt und die auf der Plastizitätstheorie basierenden Bruchbedingungen zur Bestimmung der Bruchlast verwendet.
Zur Verifizierung des Modells werden ausgewählte Mauerwerksscheibenversuche aus der Literatur bezüglich ihres effektiven Kraft-Verformungsverhaltens nachgerechnet. Es wird gezeigt, dass eine nicht auf empirischen Formeln beruhende Beurteilung des Verformungsvermögens von Mauerwerk möglich ist.

Deformation calculation of masonry walls: Application of the compression field theory on Masonry.
To calculate the thereby necessary deformations of masonry walls under normal force and shear, empirical relations are available. Depending on the approach, they exhibit scattering in their results and leave much room for interpretation open.
In order to amend this, this paper describes the load deformation behaviour of non-reinforced masonry walls by means of the original compression field model, which is familiar from reinforced concrete. As a basis, it develops a material law for masonry, which takes into account its anisotropic and inhomogeneous properties, and employs fracture conditions, which are based on the theory of plasticity, in order to determine its strength.
To verify this model, selected masonry slab tests from the literature are recalculated with respect to their actual force-deflection behaviour. It is shown that it is possible to evaluate the deformation capacity of masonry without depending on empirical formulas.

Die zuverlässigkeitsbasierte Nachrechnung bestehender Tragwerke kann auf Basis verschiedener wissenschaftlicher Verfahren erfolgen. Da jedoch bisher nur wenige mit den Eurocodes kompatible Verfahren für eine praxisgerechte Anwendung existieren, kommen für die Nachrechnung bestehender Tragwerke meist semiprobabilistische Verfahren und Teilsicherheitsbeiwerte zur Anwendung, wie sie auch zur Bemessung von Neubauwerken verwendet werden. Eine solche Beurteilung bzw. Nachrechnung bestehender Tragwerke führt oft zu sehr konservativen Ergebnissen, verbunden mit aufwendigen und kostenintensiven Verstärkungsmaßnahmen.
Vor diesem Hintergrund wurde in der fib Task Group 3.1 “Reliability and safety evaluation: full-probabilistic and semi-probabilistic methods for existing structures” das neue Bulletin 80 “Teilsicherheitsbeiwerte für die Nachrechnung bestehender Massivbauwerke” [1] erarbeitet, welches sowohl Empfehlungen für die Teilsicherheitsbeiwerte der Einwirkungs- als auch der Widerstandsseite enthält.
Im vorliegenden Beitrag werden neben zwei Verfahren zur Bestimmung modifizierter Teilsicherheitsbeiwerte für die Nachrechnung bestehender Massivbauwerke nach fib Bulletin 80 [1] mit schwerpunktmäßiger Betrachtung der Widerstandsseite auch Methoden zur Anpassung des Zielzuverlässigkeitsindex nach fib Bulletin 80 [1] vorgestellt. Darüber hinaus wird das Vorgehen an einem Anwendungsbeispiel erläutert.

Partial factor methods for existing concrete structures
In literature different methods for the reliability-based assessment of existing concrete structures have been developed. Nevertheless, a consistent reliability-based assessment framework and a practically applicable codified approach which is compatible to the Eurocodes and accessible for common structural engineering problems in everyday practice is still missing. Currently the assessment of existing structures is mostly based on simplified procedures based on the partial factor method, commonly applied for the design of new structures. Such an assessment of an existing structure may lead to conservative results and expensive rehabilitation and strengthening measures.
Therefore, the fib Task Group 3.1 “Reliability and safety evaluation: full-probabilistic and semi-probabilistic methods for existing structures” developed the new fib Bulletin 80 [1] “Partial factor methods for existing concrete structures”. The new Bulletin 80 includes modified partial factors for materials and actions.
In the present contribution, based on fib Bulletin 80 [1], two methods for the modification of partial factors for the assessment of existing structures are presented. Furthermore, different methods for the adaption of the target reliability index are described. Finally, the approach is explained, using an example.

Derzeit werden auf europäischer und nationaler Ebene in Deutschland verschiedene neue Regelwerke und Arbeitshilfen zur Nachrechnung bestehender Massivbauwerke vorbereitet, die sich speziell mit der Festlegung mechanischer Kennwerte historischer Baustoffe befassen. In diesem Zusammenhang wurde der neue DAfStb-Sachstandbericht “Mechanische Kennwerte historischer Betone, Betonstähle und Spannstähle für die Nachrechnung von bestehenden Bauwerken” [1] erstellt, der die Umrechnung von aus der Herstellzeit in Deutschland dokumentierten mechanischen Materialkennwerten auf Größen, wie sie zur Anwendung der aktuell bauaufsichtlich eingeführten Eurocodes benötigt werden, beinhaltet. Der Sachstandbericht ist das Ergebnis eines von der TU Kaiserslautern und Zilch + Müller Ingenieure GmbH, München gemeinsam bearbeiteten und vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton DAfStb finanzierten Verbundprojektes. Der Sachstandbericht [1] wurde im DIN-Unterausschuss NA 005-07-01 UA “Bewertung von Bestandsbauwerken”bearbeitet und erweitert.
Zusätzlich wird zurzeit ein weiterer DAfStb-Sachstandbericht zur Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten im Bestand mittels Bestandsanalyse ausgearbeitet [2].
Parallel dazu wird das DBV-Merkblatt “Bauen im Bestand - Beton und Betonstahl” [4] überarbeitet und ein neues DBV-Merkblatt “Bewertung der In-situ-Druckfestigkeit von Beton” [1] herausgegeben.

Mechanical properties for the reanalysis of existing reinforced concrete structures - Preparation of new tools
Currently, in Germany new technical regulations for the structural reanalysis of existing reinforced concrete structures are being prepared. The new DAfStb-Report “Mechanical properties of historical concretes, reinforcing steel and prestressing steel for the structural analysis of existing structures” [1] contains the conversion of historical mechanical properties into values, used in Eurocodes. For this purpose, the annex of the new DAfStb-Report also contains background information on the mathematical conversion.
The Report is the result of a study conducted by the TU Kaiserslautern and Zilch + Müller Ingenieure GmbH, München that was financed by the DAfStb. The DIN subgroup NA 005-07-01 UA “Bewertung von Bestandsbauwerken” has reviewed it.
Furthermore a second report on the determination of characteristic material properties is currently being prepared by DAfStb [2].
At the present time the DBV-Guide-to-good-practice “Existing Structures - Concrete and Reinforcing Steel” [3] has been updated and a new DBV-Guide-to-good-practice “Assessment of in-situ Compressive Strength of Concrete” [4] will be published.

Zur Nachrechnung bestehender Bauwerke, welche grundsätzlich auf Basis der aktuellen, bauaufsichtlich eingeführten technischen Baubestimmungen zu führen sind, werden charakteristische Materialkennwerte der verwendeten Baustoffe benötigt.
Diese können zumindest im Rahmen einer Vordimensionierung durch Umrechnung von aus der Herstellzeit dokumentierten mechanischen Materialkennwerten auf Größen, wie sie zur Anwendung der aktuellen, bauaufsichtlich eingeführten technischen Baubestimmungen benötigt werden, ermittelt werden [1].
Für eine abgesicherte Nachrechnung hingegen müssen charakteristische Materialkennwerte durch eine qualifizierte Bestandsaufnahme am Bauwerk ermittelt werden. Speziell zur Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten führen die bisher anzuwendenden Verfahren nach DIN EN 1990 [2] und DIN EN 13791:2008 [3] bei kleinem Stichprobenumfang n zu ingenieurmäßig fragwürdigen Ergebnissen, welche die tatsächliche Betondruckfestigkeit z. T. erheblich über- oder unterschätzen.
Das neue in E DIN EN 13791/A20:2016 [4] enthaltene Verfahren mit den vom Stichprobenumfang n abhängigen modifizierten Ansätzen A und B ermöglicht in gewissen Anwendungsgrenzen die Bestimmung charakteristischer Betondruckfestigkeiten mit unabhängig vom Stichprobenumfang n geringer Abweichung zur tatsächlichen Betondruckfestigkeit.
Nachfolgend werden die Schwächen der bisherigen Verfahren nach DIN EN 1990 [2] und DIN EN 13791:2008 [3] basierend auf der Auswertung realer Datensätze aufgezeigt und Hintergründe zum neuen Verfahren nach E DIN EN 13791/A20:2016 [4] erläutert.

Determination of the characteristic in-situ concrete compressive strength in conjunction with a small sample size - Technical background and further explanations concerning the new approach in accordance to E DIN EN 13791/A20:2016
In case of an assessment of an existing structure, based on current standards, characteristic properties of materials used for construction are required.
Those material properties can be gained for pre-dimensioning at least from documents from the construction period by conversion.
Whereas, for an ensured recalculation, characteristic material properties have to be determined by a qualified structural investigation. The currently used methods according to DIN EN 1990 [2] and DIN EN 13791:2008 [3] lead, especially for a small sample size, to doubtful results and a high rate of over- or underestimation.
By application of the new approach according to E DIN EN 13791/A20:2016 [4] with the modified methods A and B, the characteristic concrete compressive strength can be determined with only slight deviation to the real value of the concrete compressive strength of the population within the boundaries of application.
Subsequent, weaknesses of the currently used methods according to DIN EN 1990 [2] and DIN EN 13791:2008 [3] are demonstrated. Furthermore, background information on the new approach according to E DIN EN 13791/A20:2016 [4] is given.