Im Artikel wird ein neues Verfahren zur Reparatur eines gerissenen vertikalen Blechstoßes im Mantel eines Tanks mit Schwimmdach behandelt. Der Tank hat ein Fassungsvermögen von 32 000 m3, und während der Instandsetzung war er mit etwa 15 000 m3 Erdöl gefüllt. Der Nahtriß im Mantel, der 1982 entstanden war, wurde ursprünglich unfachmäßig repariert, und daher war es notwendig, während der erneut im Jahre 1988 ausgeführten Instandsetzung aus dem Tankmantel einen Blechstreifen von 0,5 m Breite und 1,2 m Höhe herauszuschneiden. Schwierigkeiten bereiteten bei der Überholung enorme örtliche Verformungen am Mantel, die nach Ausschneiden des beschädigten Stoßes sich hätten verlagern können. Überdies werden das Verfahren der Mantelaussteifung in der Zone des wiederhergestellten Stoßes sowie die Brandschutzmaßnahmen, die das Eröl vor dem Entzünden sichern sollten, behandelt. Es werden ebenfalls die Ursachen für das Reißen der Naht analysiert.

Behandelt wird die Instandsetzung eines Wasserhochbehälters mit einem Fassungsvermögen von 1130 m3 und einem Durchmesser von 13 106 mm. Die 33 150 mm hohe Stützkonstruktion des Behälters setzt sich zusammen aus einem Raumfachwerk, bestehend aus fünf tangential mit der zylindrischen Mantelfläche des Behälters verbundenen Säulen. Überdies ist der Torusboden durch die Mittelsäule in der Behälterachse abgestützt. Infolge der Beschädigung kam es zum Bruch der Dachkuppel des Behälters, zur Knickung und Zerstörung der Mittelsäule, zur teilweisen Verformung des Bodens, dessen Mitte sich um 300 mm gesenkt hat. Die Instandsetzung beruhte auf dem Auswechseln der Dachkuppel sowie dem Wiederherstellen der Form des Bodens fast wie im ursprünglichen Entwurf des Behälters. Der Boden wurde um 300 mm nach oben mittels der zuvor ausgebesserten Mittelsäule der Stützkonstruktion hinausgestoßen.

Im Artikel wird ein Verfahren zur Reparatur einer gerissenen Mantelnaht eines Tanks mit einem Lagervolumen von 32 000 m3 dargestellt. Der Tank hatte ein Schwimmdach. Die Raparatur wurde durch Schweißen vorgenommen. Während der Schweißung war der Tank mit ca. 12 000 m3 Erdöl gefüllt, und die Schweißung wurde etwa 60 cm über dem Ölspiegel durchgeführt. Überdies werden die vorgenommenen Brandschutzmaßnahmen behandelt. Angegeben werden ebenfalls Ergebnisse aus metallographischen und mechanischen Prüfungen, die angestellt worden sind, um Ursachen für das Entstehen von Nahtrissen im wiederhergestellten Tank zu erläutern.

In der Verbindung des Mantels zylindrischer Stahlbehälter mit dem Boden treten Randstörungen auf. Diese werden hier in Abhängigkeit der Nachgiebigkeit der Gründung und der Blechdicken des Bodenblechs und des Mantelblechs für verschieden große Behälter numerisch untersucht. Als Ergebnis werden Empfehlungen für die Dimensionierung solcher Behälter angegeben.

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Der Behälter hat ein Volumen von 2000 m3. Seine stählerne Tragkonstruktion ist innerhalb eines Betonringes angeordnet, der im Abstand von 1,2 m den Behälter umgibt. Seine Aufgabe ist es, die Erddruckkräfte aufzunehmen. Das Dach des Behälters ist mit einer Erdschicht bedeckt. Das Dachtragwerk besteht aus radial angeordneten Fachwerkbindern, die im Zentrum des Behälters von einer Säule unterstützt werden. Nach 30jährigem Betrieb wurde festgestellt, daß sich der Säulenfuß um 26 cm seitlich von einer Sollage verschoben hat. Für den weiteren gefahrlosen Betrieb des Behälters war es erforderlich, den Ursprungszustand wieder herzustellen, d. h. mit einer unverschobenen Mittelsäule im Zentrum der Bodenfläche. Der Schadenszeitpunkt und seine Ursache sind nicht bekannt.

Der Beitrag stellt Ergebnisse von Windkanalversuchen mit zylinderförmigen vertikalen Doppelmantelbehältern mit festem und schwimmendem Dach vor. Bei den Windkanalversuchen wurde die Druckverteilung auf die beiden Mäntel und die beiden Dächer gemessen. Analysiert wurden der Einfluß des Abstandes zwischen den Behältermänteln, der Art des Daches und der Lage des schwimmenden Daches auf die Druckbelastung und ihre Verteilung. Die Ergebnisse der Messungen wurden in Form von Druckkennzahl (C_p)-Diagrammen dargestellt.

Das Versagen von Silos und Tanks wird häufig durch Druckunterschiede zwischen Außen- und Innendruck verursacht. Obwohl es sich beim Lastfall konstanter Umfangsdruck um einen Basisbeulfall der Kreiszylinderschale handelt, sind selbst hierbei einige Fragen noch nicht geklärt. Vergleicht man die Beulwiderstände, die sich in den technischen Regelwerken nach dem experimentell gestützten spannungsbasierten Beulsicherheitsnachweis ergeben, mit den Versagenslasten, die man bei einem numerisch gestützten Beulsicherheitsnachweis unter Einbeziehung von geometrischen Ersatzimperfektionen ermittelt, ergeben sich Diskrepanzen im Bereich langer Schalen. Im Beitrag werden experimentelle Ergebnisse eines deutsch-polnischen Kooperationsprojektes vorgestellt, das diesen Widersprüchen nachgeht. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass der Beulwiderstand dünnwandiger Schalen unter Umfangsdruck auch von der geometrischen Schalenschlankheit abhängt. Das wird gegenwärtig von den Vorschriften noch nicht erfasst, so dass lange Schalen konservativer als kurze Schalen bemessen werden.

Influence of the length-to-radius ratio on the buckling resistance of cylindrical steel shells subject to hoop compression.
The failure of silos and tanks is often caused by differences between outer and inner pressure. Although the load case hoop compression is a basic buckling case of cylindrical shells, there are still some problems that have to be tackled. For long cylinders, discrepancies arise when comparing the buckling resistances calculated from the experimentally based stress design of current design rules with the resistances derived from numerical buckling strength verifications using equivalent geometric imperfections. In the contribution, the experimental results of a German-Polish research project, concerning that problem, are presented. The evaluation of the results reveals that the buckling resistance of thin-walled cylindrical steel shells subject to hoop compression also depends on the geometrical slenderness. This fact is neglected in current design rules. Therefore, long cylinders are designed more conservatively than short cylinders.

Diverse process openings have to be provided in the bottom parts of cylindrical tanks for the storage of liquids. Pipelines have to be connected to each tank product. These are mostly 700 mm in diameter in the case of tanks with a capacity of 50 000 m3 and more. An opening in the tank shell for a pipeline of such a diameter weakens the shell significantly. Furthermore, this occurs in the region where the material is exposed to the greatest stresses  -  in the zone of boundary disturbances at the junction between the cylindrical shell and the bottom plate.
In the shells of tanks for the storage of crude oil, a large opening in the form of a rectangle, joined at the top to a half-ellipse, have to be formed in the same zone of boundary disturbances, directly at the shell/bottom junction. Very often such openings are more than 900 mm high, and they can be up to 1500 mm wide (depending on tank capacity). The opening is required for a so-called cleanout door, designed for the removal of deposits precipitating from crude oil and lying on the tank bottom. To be effective during the cleaning of a tank, such clean-out doors should have their lower edge flush with the tank bottom. That causes a large change of stresses in the zone of boundary disturbances both in the shell and in the tank bottom. For that reason, both of these structural components have to be significantly strengthened in the proximity of the clean-out door.
This paper is concerned with the analysis of stresses in the region of strengthening at both the aforementioned openings in the tank shell. Since the nature of stress changes  -  and therefore also the strengthening around these openings  -  is different, this paper has been divided into two parts, each of them having a separate introduction and presenting separate conclusions. Those conclusions are fit for practical applications.

Die Konstruktion eines Doppelmantel-Stahlbehälters bewirkt spezifische Gefahren für seine lokale Stabilität und Tragfähigkeit. Diese Probleme sind Gegenstand des vorliegenden Beitrags, in dem auf drei Aspekte eingegangen wird: Gefährdung der Stabilität des Innenmantels bei Wasserdruckproben des Tanks, Verformung des Bodenblechs im Mantelzwischenraum durch Aufwärmung des Lagergutes und unterschiedliche Setzung des Baugrundes infolge unterschiedlicher Belastung von Innentank und Mantelzwischenraum.

The technology of assembling the roof over the stadium built in Gdan´sk for the EURO 2012 European Football Championship is discussed here. The stadium has a characteristic silhouette - its shape and the colours of the façade resemble a cut block of amber. The steel roof structure has a quasi-elliptical form, with a maximum diameter of 220 m and minimum diameter of 187 m. It is 38 m high and the roof girders extend 48 m over the grandstand below. The roof structure weights 7150 t and was assembled in 226 days.

Underpressure in a tank with a fixed roof may arise in the final stage of its construction as well as during its usage. After completing the construction, when the tank is empty and all manholes and valves, through which air could get into the tank, are tightly closed, underpressure may arise in the case of a sudden change in the weather (air pressure and temperature), which is particularly dangerous in spring or summer. When the tank is in use, underpressure may arise if breather valves are obstructed, e.g. covered by snow during pumping out a product stored in the tank. Underpressure may cause extensive deformations of the shell or the roof of the tank. However, the shell undergoes deformation more frequently, since the roof has a stiff supporting structure.
This article presents stages of deformations of the tank shell and their development from the occurrence of the first deformation to either removal of the causes of underpressure or cracking of the steel shell and thus automatic equalization of pressure inside the tank with atmospheric pressure.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser zur Vollendung seines 70. Lebensjahrs gewidmet
Die Sicherung wichtiger militärischer und politischer Infrastruktur gegen potenzielle terroristische Angriffe ist von großer Bedeutung. Hierzu sind Bauteile aus Stahlfaserbeton sehr gut geeignet und können mit dem beschriebenen Ingenieurmodell dimensioniert werden. Als Grundlage für die Entwicklung eines Ingenieurmodells wurden in der Vergangenheit Versuche mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten aus Kontaktdetonation an aus Normal- und Stahlfaserbeton hergestellten Platten durchgeführt und ausgewertet. Die dabei bestimmten Kenngrößen und anhand der Bruchbilder gewonnenen Erkenntnisse dienten nun als Eingangsparameter zur Entwicklung eines Ingenieurmodells. Das Ziel der Entwicklung des Ingenieurmodells war es, in Abhängigkeit von der dynamischen Betonzugfestigkeit, der Bauteildicke und der Größe der Kontaktdetonationsladung zu bestimmen, welche Menge Stahlfasern in Vol.-% erforderlich ist, um einen Trümmerflug auf der lastabgewandten Seite der Platte zu vermeiden. Dazu wird die aus der Kontaktdetonation erzeugte kinetische Abplatzenergie in der Platte bestimmt und im Anschluss die aufnehmbare kinetische Energie des Stahlfaserbetons in Abhängigkeit vom Stahlfasergehalt ermittelt. Um die ingenieurpraktische Verwendung zu gewährleisten, wurden die Resultate in einem Diagramm abgebildet. Somit ist es durch einfaches Ablesen möglich, den rechnerisch erforderlichen Stahlfasergehalt in Vol.-% zur Vermeidung des Trümmerflugs auf der lastabgewandten Seite der Platte zu bestimmen.

Engineering model to avoid debris flight in the event of contact detonation
Securing important military and political infrastructure against potential terrorist attacks is of great importance. Components made of steel fiber concrete are very well suited for this and can be dimensioned using the engineering model described. As a basis for the development of an engineering model, tests with high load velocities from contact detonation on test specimens made of normal and steel fiber concrete were carried out and evaluated in the past. The parameters determined and the knowledge gained from the fracture patterns serve as input parameters for the development of an engineering design model. The aim of developing the engineering design model was to determine the amount of steel fibers required in vol.-%, depending on the dynamic concrete tensile strength, the component thickness and the size of the contact detonation charge, in order to avoid flying debris on the side of the slab facing away from the load. For this purpose, the kinetic spalling energy generated from the contact detonation in the slab is determined and then the absorbable kinetic energy of the steel fiber concrete depending on the steel fiber content is determined. The results are then shown in a diagram to ensure practice applicability. With that, just by reading from the diagram it is possible to calculate the required steel fiber content in vol.-%.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Militärische Einrichtungen der deutschen Bundeswehr stellen bei Einsätzen in einem Konfliktgebiet ein mögliches Ziel für Angriffe dar. Aus diesem Grund kommt der Sicherung von Infrastruktur mittels massiver Schutzbauteile eine hohe Bedeutung zu. Als Grundlage für die Entwicklung von Ingenieurmodellen zur Bemessung der Bauteile für Einwirkungen mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten wurden Kontaktdetonationsversuche an Probekörpern, die aus Normal- und Stahlfaserbeton hergestellt sind, durchgeführt. Der durch die Kontaktdetonation erzeugte Schädigungsverlauf im Bauteil ist mittels zerstörungsfreier Prüfung untersucht worden. Ziel der Untersuchung war es, die Eignung des Impakt-Echo(IE)-Verfahrens für dieses besondere Anwendungsgebiet zu überprüfen. Die Untersuchungen zeigten, dass das IE-Verfahren zur Bestimmung der Größe des geschädigten Bereichs geeignet war, aber nicht zur Detektion der exakten Schadenstiefe an jedem einzelnen Messpunkt. In der Zukunft werden noch weitere Untersuchungen mit zerstörungsfreien Prüfgeräten wie beispielsweise dem Georadar durchgeführt.

Non-destructive testing of protective components by using the impact echo method
Military facilities of the German Armed Forces are a possible target for attacks when deployed in an area of conflict. For this reason, the protection of operational facilities by means of massive protective components is of great importance. Contact detonation tests were conducted on test specimen made from reinforced concrete as well as steel fibers reinforced concrete, aiming at developing engineering models for the dimensioning of the components with respect to impacts with high load velocities. The damage caused by the contact detonation in the component was determined by using a method of nondestructive testing. The aim of this study is to evaluate the impact echo (IE) method for this particular field of application. The investigations showed that the IE-method was suitable for determining the size of the damaged area, but not for detecting the exact damage depth at each individual measuring point. Hence future experimentations with further nondestructive test equipment, such as the georadar, will be conducted and evaluated.

When it comes to underground structures, water ingress from the surrounding formations leads to several environmental, economic and sustainability issues. To obtain the sealing, the grouting of rock fractures is done. Today, in the grouting operations, which are commonly conducted in almost all the tunnel and subsurface infrastructure projects, the pressure applied is static. This type of applied pressure might be suitable for the large fracture apertures >100 &mgr;m, but it has been acknowledged that it is difficult to obtain sufficient penetration through smaller apertures, where filtration of cement particles starts to occur. Research is already done to overcome this issue by applying dynamic grouting pressure instead of static. It was proved that this approach erodes the formed filter cakes and improves grout penetrability in fractures below 100 &mgr;m. This research focuses on low-frequency rectangular pressure impulse as an alternative to other methods. The goal is to improve grout spread in micro-fractures (especially in apertures < 70 &mgr;m). During the investigation, a prototype dynamic injection equipment was built and tested under laboratory conditions. The 4 m variable aperture long slot (VALS) was used in the experiments to simulate rock fractures. The test showed better grout penetrability using dynamic pressure approach. At the current time of writing this article, preparation works are done for field test of prototype equipment at SKB Hard Rock Laboratory (HRL) at Äspö, Sweden.

Entwicklung einer dynamischen Mörtelinjektion in Labor- und Feldversuchen
Wenn es um unterirdische Strukturen geht, führt das Eindringen von Wasser aus den umgebenden Formationen zu mehreren Umwelt-, Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsproblemen. Zur Erzielung der Abdichtung erfolgt die Verpressung von Gesteinsbrüchen. Heutzutage ist der ausgeübte Druck bei Injektionsarbeiten, die üblicherweise bei fast allen Tunnel- und unterirdischen Infrastrukturprojekten durchgeführt werden, statisch. Diese Art des angelegten Drucks könnte für große Bruchöffnungen > 100 &mgr;m geeignet sein, aber es wurde anerkannt, dass es schwierig ist, eine ausreichende Durchdringung durch kleinere Öffnungen zu erreichen, wo eine Filtration von Zementpartikeln beginnt. Es wird bereits geforscht, um dieses Problem zu lösen, indem dynamischer Injektionsdruck anstelle von statischem angewendet wird. Es wurde nachgewiesen, dass dieser Ansatz die gebildeten Filterkuchen erodiert und die Durchdringbarkeit des Mörtels in Rissen unter 100 &mgr;m verbessert. Diese Forschung konzentriert sich auf niederfrequente rechteckige Druckimpulse als Alternative zu anderen Methoden. Ziel ist es, die Mörtelausbreitung in Mikrorissen (insbesondere in Öffnungen < 70 &mgr;m) zu verbessern. Während der Untersuchung wurde ein Prototyp einer dynamischen Injektionsanlage gebaut und unter Laborbedingungen getestet. Der vier Meter lange Variable Aperture Long Slot (VALS) wurde in den Experimenten verwendet, um Gesteinsbrüche zu simulieren. Der Test zeigte eine bessere Eindringfähigkeit des Mörtels unter Verwendung des dynamischen Druckansatzes. Zum jetzigen Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments werden Vorbereitungsarbeiten für den Feldtest der Prototypausrüstung im SKB Hard Rock Laboratory (HRL) in Äspö, Schweden, durchgeführt.

Gute Erfahrungen mit Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) in Deutschland begründen das Interesse von Baufirmen, diese Systeme auch vermehrt international einzusetzen. Dabei ist es in der Vergangenheit auch vorgekommen, daß durch die unsachgemäße Anwendung größere Schäden entstanden sind. Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit dem Einsatz von WDVS an Standorten in Südeuropa, Japan, Thailand und auf der arabischen Halbinsel. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch den Einsatz von WDVS gegenüber einer ungedämmten Wand sowohl in kaltem als auch in heißem Klima deutliche Verbesserungen der thermischen und energetischen Verhältnisse erzielen lassen. Allerdings kann es bei herkömmlichem Aufbau in Regionen mit sehr hohen Temperaturen und gleichzeitig hohen Luftfeuchten zu einer Feuchteansammlung in der Konstruktion kommen, die einer genaueren Betrachtung bedarf, um Schäden ausschließen zu können.

Trotz schwieriger Feuchteschutzbemessung - Gründächer sind von der Bemessung mit Hilfe des Glaserverfahrens nach DIN 4108-3 ausgeschlossen - setzen sich Dachbegrünungen in der Praxis immer mehr durch. Häufige Argumente sind die ansprechende Optik und die Verbesserung des Arbeits- und Wohnumfeldes für die Nutzer, so dass die Nachfrage nach begrünten Flachdächern in den vergangenen Jahren stark gestiegen ist. Doch neben weiteren Vorteilen wie sommerlicher Wärmeschutz, Regenwasserrückhalt, Schutz der Dachabdichtung oder Lärm- bzw. Schallschutz, bergen vor allem Gründächer in Holzbauweise aufgrund des auch im Sommer geringen Trocknungspotentials ein gewisses Schadensrisiko. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden die Grundlagen geschaffen, um Dachbegrünungen mit Hilfe hygrothermischer Simulationen zuverlässig berechnen und planen zu können.
Basierend auf Messungen in Holzkirchen, Leipzig, Wien, Kassel und Mailand wurden die spezifischen Oberflächenübergangskoeffizienten und die Materialeigenschaften verschiedener Substrate ermittelt. Die auf diese Weise entwickelten Gründachmodelle bieten Planern und Bauproduktherstellern eine möglichst genaue und zuverlässige Grundlage für die Planung der Feuchtesicherheit von extensiv begrünten Dächern.
Auf Basis der neuen Untersuchungen können allgemeine Empfehlungen zur Ausführung von begrünten Leichtbaudächern für die Praxis erarbeitet werden. Für die Planung von Neubauten sollte demnach der Grenzwert von 18 M.-% nach DIN 68800 nicht überschritten werden, so dass bei fast allen Konstruktionen eine zusätzliche Überdämmung der äußeren Schalung notwendig ist. Ohne Überdämmung erreicht das Feuchteniveau meist höhere Werte. Bei Bestandskonstruktionen ohne Überdämmung, die bisher schadensfrei sind, muss im Einzelfall ein eventueller Handlungsbedarf überprüft werden.

Hygrothermal design of green roofs - new models and practical application.
Despite challenging moisture control design issues - the German standard for moisture control excludes steady state diffusion methods from being used for vegetated roofs - green roofs have become very popular. Most frequently mentioned reasons are the attractive appearance and the improvement of the working - and living environment for the people. Therefore the percentage of green roofs among flat roofs shows a strong increase in the past years. But beside their advantages like cooling effect in the summer months, storage of rain water, protection of the roofing membrane or noise control, the application of green roofs - especially on wooden constructions - involves a certain risk of damage because of the low drying potential in the summer months. Within a research project a new model to calculate green roofs reliably by the help of hygrothermal simulations was established.
On the basis of existing and new measurements in Holzkirchen, Leipzig, Vienna, Kassel and Milan the specific surface transfer coefficients and the material properties of different substrates were determined. The models developed in this way provide to planners and manufacturers of building materials and constructions a reliable basis for the design of the moisture safety of extensive green roofs.
Based on these results general practice recommendations for wooden light-weight green roofs were worked out. For design purposes the limit value of 18 M.-% (e. g. according to the German DIN 68800) shouldn’t be exceeded. Therefore an additional insulation above the exterior sheathing is often necessary. Without such an additional insulation layer moisture levels in the wooden structure may exceed safety limits within a couple of years. For existing, damage free buildings the need for action has to be determined individually.

Empfehlungen des Arbeitskreises "Kunststoffe im Erd- und Wasserbau" für Anforderungen und Einsatzmöglichkeiten von Geotextilien, Vliesen usw. im Grundbau.

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Zusammenfassung der im Jahr 1977 gültigen Empfehlungen für den Einsatz bituminöser Stoffe für Abdichtungszwecke im Wasserbau.

Zusammenfassung, der im Jahr 1977 gültigen Empfehlungen über die Ausführung von bituminösen Arbeiten auf dem Gebiet des Wasserbaus.

Über die Verwendung von Kunststoffbahnen zur Abdichtung von Dämmen, Wasserrückhaltebecken usw. und als Filtervlies bei der Stabilisierung von geneigten Hangzonen.

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