Bisher durchgeführte Nachrechnungen bestehender Spannbetonbrücken auf Basis der vom Bundesverkehrsministerium veröffentlichten Nachrechnungsrichtlinie haben in vielen Fällen Defizite der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit sowie des Ermüdungswiderstands ergeben. In einem Forschungsvorhaben im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen wurden daher Bemessungsverfahren formuliert, die in die erste Ergänzung zur bestehenden Nachrechnungsrichtlinie implementiert wurden. Der vorliegende Beitrag beschreibt die entsprechenden Verfahren zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit unter statischer und zyklischer Belastung ohne Berücksichtigung einer Querkraftbewehrung. Die Verfahren berücksichtigen neben neueren Forschungsergebnissen die technischen Regelwerke für Betonbrücken und basieren auf einem Nachweis der Hauptzugspannungen. Anhand einer typischen Hohlkastenbrücke des Bundesautobahnnetzes werden die Anwendung der Verfahren exemplarisch erläutert und die wesentlichen Ergebnisse dargestellt.

Principal tensile stress criterion for the shear assessment of existing concrete bridges
The structural assessment of existing road bridges that has been recently performed on the basis of the equally named provisions, issued in 2011 by the Federal Ministry of Transport and Urban Affairs, have revealed significant deficits in shear and torsion as well as fatigue resistance especially in prestressed concrete bridges. In a research project, funded by the Federal Highway Research Institute of Germany, design methods have been developed that were incorporated into the first addendum of the Structural Assessment Provisions. This paper describes the respective design methods for shear under static and cyclic loading without shear reinforcement. The procedures take into account current research results as well as the design codes for concrete bridges and are based on a verification of the principal tensile stresses. The use of the procedure and the main results are shown exemplarily by a design example of a typical box girder bridge of the German road network.

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Der Aufsatz behandelt die beiden alternativen Möglichkeiten für die Tragsicherheitsnachweise nach DIN 18800, November 1990. Diese Alternativen bestehen in der Handhabung des Teilsicherheitsbeiwertes entweder auf der "Widerstandsseite" oder auf der "Einwirkungsseite" (Lastseite). Es werden einige Klarstellungen gegeben und der Nachweis der Gleichwertigkeit beider Alternativen geführt. Ein erläuterndes Zahlenbeispiel zeigt ihre praktische Anwendung.

In jüngster Zeit werden vermehrt Hohlprofilkonstruktionen auch im Brückenbau eingesetzt. Die Ausführung und Bemessung solcher Konstruktionen ist eng mit der Frage der Ausbildung der Knoten verbunden. Die zwei unterschiedlichen Möglichkeiten Stahlgußknoten oder Schweißknoten werden hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile z. T. kontrovers diskutiert. In diesem Beitrag wird versucht, die Anwendung von Hohlprofilkonstruktionen im Brückenbau und insbesondere die Ausbildung der Knoten als Stahlgußknoten oder Schweißknoten bezüglich der Teilaspekte Tragfähigkeit, Ermüdung, Fertigung und Wirtschaftlichkeit zu bewerten und zu vergleichen, um so Entscheidungshinweise für die Praxis und der zukünftigen Entwicklungen der Hohlprofilknoten im Brückenbau zu geben. Am Beispiel der sich derzeit im Bau befindlichen Talbrücke Korntal-Münchingen wird gezeigt, daß im konkreten Fall anstelle der zum Einsatz kommenden Stahlgußknoten auch Schweißknoten möglich gewesen wären. Unter Anwendung des Strukturspannungskonzepts konnte diese Frage vor allem hinsichtlich der Ermüdungssicherheit der Schweißknotenverbindungen geklärt werden.

Reaktive Brandschutzsysteme werden in zunehmendem Maße zum Schutz von sichtbaren Stahlkonstruktionen eingesetzt, weil mit den relativ geringen Beschichtungsdicken das architektonische Erscheinungsbild der Konstruktionen erhalten bleibt. Die Verwendbarkeit der Systeme wird durch nationale und europäische technische Zulassungen geregelt. Die Zulassungen erlauben eine Anwendung auf zugbeanspruchten Bauteilen nur unter Einschränkungen. Eine Verwendung der Systeme auf Zuggliedern mit Vollquerschnitt ist derzeit nicht abgedeckt. Dieser Beitrag beschreibt die aktuelle Situation zur Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme und erläutert die physikalisch-technischen Hintergründe. Ferner wird anhand eines Beispiels außerhalb des Anwendungsbereiches der Zulassungen gezeigt, wie eine Anwendung auf Zuggliedern mit rundem Vollquerschnitt im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall ermöglicht werden kann. In einem weiteren Abschnitt werden die jüngsten Forschungsergebnisse aus einem durch das Deutsche Institut für Bautechnik geförderten und durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung bearbeiteten Vorhabens vorgestellt. Das Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel, eine Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Zuggliedern mit Vollquerschnitten auf Grundlage von Zulassungen allgemein zu ermöglichen.

Application of reactive fire protection systems to steel rods in tension.
The application of intumescent coatings for fire protection of steel constructions is increasing. Thanks to the relative thin thickness of the coatings, the typical visual appearance of the structures can be preserved. The applicability of the systems is regulated by the national German as well as European technical approvals. According to the approvals, the application on steel members in tension is only allowed with limitations. Especially, the application on solid steel rods in tension is currently not yet covered. This contribution first explains the actual state of the art of the application of reactive fire protection systems to steel structures. Technical background information is provided. Furthermore, a case study is presented in order to illustrate the limitations in the scope of the approvals and a possible approach to allow the application of intumescent coatings on solid steel rods via an approval for a specific construction project. After that, the latest scientific results of a research project funded by the German National Institute of Building Technology (DIBt) and conducted by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) are described. The objective of the project is to enable the application of intumescent coatings on solid steel rods in tension within the scope of approvals in general.

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Es werden Empfehlungen für die Wahl des Vorspanngrads in den vorgespannten Fahrbahnplatten von Brückenträgern gegeben. Die Definition des Vorspanngrads orientiert sich hierbei nicht mehr nach der in DIN 4227 vorgenommenen Einteilung in volle Vorspannung - beschränkte Vorspanung und teilweise Vorspannung, sondern berücksichtigt den für die jeweiligen Einsatzbedingungen optimalen Einsatz des Werkstoffs Konstruktionsbeton (Stahlbeton + Vorspannung).

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Seit ein paar Jahren finden Einplatinen-Computer und Mikrocontroller zunehmend Anwendung in Bastlerkreisen, in der Lehre an Schulen und Universitäten, aber auch in der Industrie und Wissenschaft. In diesem Beitrag wird an einem konkreten experimentellen Messprojekt aus der bodenmechanischen Forschung an teilgesättigten, granularen Böden aufgezeigt, wie mithilfe eines Einplatinen-Computers ein bodenmechanischer Versuchsapparat entwickelt und umgesetzt werden kann. Der Beitrag fokussiert sich dabei auf die Anwendung von Einplatinen-Computern in der bodenmechanischen Forschung und Lehre. Hier bieten sich verschiedene Vorteile, etwa aus Sicht der Forschung, die Freiheiten bei der Entwicklung von Forschungsapparaten, und aus Sicht der Lehre, die Motivation, Studierende der Bodenmechanik mit Labormesstechnik und (physikalischer) Programmierung vertraut zu machen, einem Gebiet, das im Bauingenieurstudium in der Regel zu kurz kommt oder von Studierenden trotz seiner zunehmenden Wichtigkeit nur verhalten angenommen wird.

On the application of single-board computers in soil mechanical research and teaching using the example of an uniaxial compression test for the investigation of unsaturated granular soils.
For some years, single-board computers and microcontrollers are increasingly applied in circles of hobbyists, in teaching at schools and universities, but also in industry and science. In this contribution, it is demonstrated, how a soil mechanical testing apparatus is developed and built, based on a practical experimental measurement project from soil mechanics research on unsaturated granular soils. The contribution focuses on the application of single-board computers in soil mechanics research and teaching. Here, different benefits can be found, e. g., from the point of view of research, the liberty of developing new experimental apparatuses, and from the point of view of teaching, the motivation to acquaint students of soil mechanics with laboratory measurement technique and (physical) programming, a domain of civil engineering studies that rather misses out, or that is rather approached very cautiously by students despite its growing importance.

Der Beitrag beschreibt die Anwendung der Expositionsklassen von DIN 1045-1 für direkt befahrene Parkdecks und aufgehende Bauteile in Parkhäusern. Die Auswahl der Expositionsklassen für Parkhäuser wurde in den letzten Monaten intensiv in der Fachwelt diskutiert. Als Ergebnis dieser Diskussion wird der DBV in den nächsten Monaten ein Merkblatt "Parkhäuser und Tiefgaragen" veröffentlichen. Neben der genannten Problematik werden auch weiterführende Nachweise der Dauerhaftigkeit erwähnt.

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Die Ergebnisse von Rammungen und Probebelastungen an mehr als 300 Pfählen werden miteinander verglichen. Zur Ermittlung der Bruchkraft und der Kraft-Setzungslinie werden Formeln mit variablen Koeffizienten und und Zahlenwerte für diese Beiwerte angegeben.

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Vor dem Hintergrund häufig aufgetretener Schadensfälle wird über die Ausbildung eines dauerhaft gebrauchsfähigen und gleichzeitig wirtschaftlichen Belagaufbaus von wärmegedämmten Parkdecks berichtet. Die physikalischen Anforderungen an die einzelnen Konstruktionselemente werden dargelegt. Die Ergebnisse der statischen Berechnung des Belagbetons unter Radlasten und Temperaturbeanspruchung und die hieraus folgenden Auswirkungen auf die Konstruktion des Belagaufbaus werden aufgezeigt.

Mit Hilfe einer Finite-Element-Modellierung wird der Penetrationsvorgang einer Drucksonde in nichtbindige Böden simuliert. Es wird der Einfluß des Spannungszustandes und der Lagerungsdichte auf den Drucksondierwiderstand untersucht. Dadurch wird eine Einschätzung der Reduktion des Drucksondierwiderstandes infolge einer Spannungsänderung, wie beispielsweise infolge Bodenaushub, ermöglicht.

Die Auslegung von Rechteckflanschen nach AD-Merkblättern ist unzureichend, erfordert eine Korrektur für die Flanschrahmen. Eine analytische Berechnungsmethode dieser unter Einbeziehung auch des Eigengewichts des Druckbehälters mit Mediumfüllung wird vorgeschlagen.

Ein immer wichtiger werdendes Qualitätsmerkmal moderner Bürogebäude ist in der thermischen Behaglichkeit im Sommer zu sehen. Da zunehmend auch die Nachhaltigkeit dieser Gebäude an Bedeutung gewinnt, kommen häufig passive Klimakonzepte ohne Kühlung und mechanische Lüftung zum Einsatz. Die Entwicklung und Beurteilung dieser energiesparenden Klimakonzepte fußt neben den Spitzenwerten der sommerlichen Raumtemperaturen auch auf der Häufigkeit erhöhter sommerlicher Raumtemperaturen, welche meist mit Hilfe zonaler, thermischer Simulationen vorausberechnet werden. Bei dieser Berechnung von Überschreitungshäufigkeiten sind meteorologische Daten für ein ganzes Jahr notwendig, wofür in Deutschland meist die Testreferenzjahre (TRY) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) im Originalzustand verwendet werden. Diese wurden jedoch für andere Zwecke entwickelt und repräsentieren daher sommerliche Hitzeperioden nur ungenügend; darüber hinaus berücksichtigen die TRY urbane Wärmeinseln nicht und vernachlässigen den seit 1990 bereits stattgefundenen und zukünftig zunehmenden Klimawandel. Die auf Basis der Original-TRY ermittelten Häufigkeiten erhöhter sommerlicher Raumtemperaturen sind daher unrealistisch niedrig und deshalb als Entscheidungsgrundlage für Klimakonzepte ungeeignet. Für realistischere Überschreitungshäufigkeiten empfiehlt sich daher der Einsatz von TRY mit implementierten Extremsommern und darüber hinaus eventuell auch die Nutzung von Wetterdaten für zukünftige Jahre, welche demnächst von den Meteorologen zur Verfügung gestellt werden.

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Ein genauerer aber auch aufwendigerer Nachweis des Biegedrillknickens darf unterbleiben, wenn Werte für Mindeststeifigkeiten erfüllt sind. Bekannt sind Angaben für die erforderliche Drehbettung cϑ in den aktuellen Regelwerken DIN 18800-2 und DIN EN 1993-1-1. Hier werden die in DIN EN 1993-1-1, Tab. BB-1 angegebenen Werte, die aus DIN 18800-2 Tab. 6 stammen, auf der Grundlage der unterschiedlichen Biegedrillknickkurven in beiden Regelwerken neu bestimmt und für mehr Lastfälle angegeben. Bezüglich der insbesondere bei Trapezprofilen ebenfalls vorhandenen SchubsteifigkeitS sind in den Regelwerken und der Literatur unterschiedliche Angaben vorhanden. Zur Angabe einer Mindest-Schubsteifigkeit Smin, die einen genaueren Biegedrillknicknachweis erübrigt, werden hier zusätzliche Untersuchungen vorgelegt, die die Verwendbarkeit von Smin einschränken. Es zeigt sich, dass der in der Literatur angegebene WertS nach Gl. (5a) nur in einem begrenzten Anwendungsbereich zuverlässig ist.

Die Auswahl eines geeigneten Verfahrens zur Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons auf Zug sollte nach DIN 1045-1:2001-07, 8.5.1 (9), in Abhängigkeit von der jeweiligen Bemessungsaufgabe getroffen werden. In den Erläuterungen zu DIN 1045-1 wird im Heft 525 des DAfStb als einziges Verfahren nur die Verringerung der Betonstahldehnung mit einer modifizierten Spannungs-Dehnungslinie für Betonstahl erläutert. Verfahren, die mittlere wirksame Betonzugspannungen in der Betonzugzone berücksichtigen, werden erwähnt aber nicht erläutert. Mit den Ergebnissen nachgerechneter Moment-Verkrümmungs-Werte von Stahlbetonröhren aus drei Versuchen mit unterschiedlichen Längskräften wird gezeigt, dass die Mitwirkung des Betons auf Zug mit dem Verfahren nach Heft 525 DAfStb nur bei reiner Biegung befriedigend erfasst wird. Bei Biegung mit Längskraft werden besser mittlere wirksame Betonzugspannungen berücksichtigt. Es werden vier unterschiedliche Ansätze für die Betonzugspannungen besprochen.

On the selection of an adequate method for considering the contribution of concrete in tension.
The selection of an adequate method for considering the contribution of concrete in tension should according to DIN 1045-1:2001-07, 8.5.1 (9), be chosen with respect to the particular design problem. The explanations to DIN 1045-1 in book 525 from DAfStb describe only one method, the method which reduces the steel strain taking a modified stress-strain relationship into account. Methods that consider mean effective concrete stresses in tension are mentioned but not explained. The results of recomputed moment-curvature values from three tests with different longitudinal forces show that the method in book 525 DAfStb covers the contribution of concrete in tension only for reinforced concrete members without longitudinal forces. For members with longitudinal forces methods with mean effective concrete stresses give better agreements. Four different assumptions for the concrete stresses in tension are discussed.

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Über den generellen Aufbau von Kaltdächern und deren Vorteile gegenüber einem Warmdach. Mit am wichtigsten für ein sicheres Funktionieren von Kaltdächern ist die Bestimmung des erforderlichen Belüftungsquerschnitts zur Ableitung des Wasserdampfs.

Es wird eine Weiterentwicklung des Nachweises der statischen Festigkeit und der Wälzfestigkeit für den rollenden Kontakt zwischen balligen Laufrollen und Schienen vorgeschlagen. Der Linienkontakt bei zylindrischen Laufrollen und Stemmknaggen wird als Grenzfall erfasst. Die Hertzschen Pressungen verursachen mehrachsige Spannungszustände im Halbraum der Festkörper. Die Beanspruchbarkeit hängt von der Anzahl der Spannungsspiele in den maßgebenden Nachweispunkten unterhalb der Kontaktfläche der Bauteile ab. Das allgemein akzeptierte Konzept der Teil sicherheitsbeiwerte wird auf das Kontaktproblem ausgedehnt. Der Beitrag enthält Vorschläge für die einschlägige Normung und ein Zahlenbeispiel.

Bauteilimperfektionen - also aus den verschiedensten Gründen zustande kommende Abweichungen des Bauteils von den bei der Bauteilberechnung zugrunde gelegten Annahmen - werden bisher überwiegend unter dem Gesichtspunkt der Instabilitätserscheinungen betrachtet. Das gilt auch für Bauteile mit kreiszylindrischem Querschnitt. Werden deratige Bauteile an den Stoßstellen durch Rundschweißnähte miteinander verbunden, kann es durch den Schweißverzug zu einer über den Zylinderumfang nahezu gleichbleibenden, meist einwelligen Beule, also einer systematischen Imperfektion, kommen. Die hierdurch bedingte Abminderung der Traglast beim Beulen unter Axialbelastung ist bekannt. Nicht minder gravierend ist aber die Reduzierung der Ermüdungsfestigkeit durch die mit diesen Imperfektionen verbundenen erheblichen Zusatzspannungen unter Axiallasten. Auch mit Rücksicht auf diese Zusatzspannungen sollten bei der Fertigung ermüdungsbeanspruchter Bauteile möglichst kleine Imperfektionen angestrebt werden. In die Regelwerke sollten eindeutige Aussagen über die zulässigen Vorbeulen, und zwar sowohl über die Beulentiefe als auch über die Beullängen, aufgenommen werden.