Die Bedeutung von Simulationen des Bauteil- und Gebäudeverhaltens als Teil einer ganzheitlichen Betrachtung im Rahmen des Building Information Modeling (BIM) nimmt stetig zu. Die Qualität der erzeugten Ergebnisse wird dabei maßgeblich von den gewählten klimatischen Randbedingungen bestimmt. Derzeit ist der Anwender dazu gezwungen, abhängig von der Fragestellung unterschiedliche klimatische Referenzdatensätze für seine Simulation zu verwenden. In diesem Beitrag wird die Auswirkung unterschiedlicher deutscher Referenzklimata auf den Gebäudeenergiebedarf eines Beispielgebäudes näher betrachtet. Für den Vergleich werden die stationären Heizgradtage sowie das instationäre Gebäudeverhalten bei Verwendung unterschiedlicher Randbedingungen miteinander verglichen. Abschließend werden die mit den Referenzdatensätzen erzeugten Ergebnisse in Relation zu den natürlich auftretenden klimatischen Schwankungen gesetzt.

Comparative contemplation of reference climates regarding their influence on the energetic building performance.
There is a steady increase of the importance of component and building simulation as a part of a holistic building information modeling (BIM). The quality of the simulation results is highly influenced by the selected ambient climatic conditions. Currently the user is forced to use different reference climates depending on the focus of the preferred assessment. In this paper, the impact of different German reference climates on the energy consumption of a sample building is assessed. Therefor the steady state heating degree days as well as the transient heating load of the building are compared using different ambient reference climates. Finally, the results generated with the reference datasets are set into relation to the naturally fluctuations of the local climate.

Der Eurocode 3 steht kurz vor der bauaufsichtlichen Einführung in den beteiligten Ländern, so auch in Deutschland. Der Teil 1.5 behandelt die Beulnachweise von ebenen Blechfeldern ohne Querbelastung mit völlig neuen Nachweisformaten. In diesem Beitrag werden im Zuge einer vergleichenden Betrachtung in der Entwicklung der Beulnachweise in den früheren deutschen Normen die Unterschiede zwischen der noch gültigen DIN 18800 Teil 3 und Eurocode 3 Teil 1.5 bzw. DIN-Fachbericht 103 Kapitel III herausgearbeitet. An einem Beispiel einer realen Brücke werden diese Unterschiede mit Zahlen belegt.

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Untersuchung eines biegeweichen Flachfundaments auf einem rolligen Halbraum mit der Methode der finiten Elemente unter Berücksichtigung verschiedener Stoffgesetze (Gudehus, Drucker-Prager, Schofield-Wroth)

Die Energie AG Oberösterreich hatte sich für den Neubau der Konzernzentrale in Linz (Bild 1) von Beginn des Planungsprozesses an zum Ziel gesetzt, ein energieoptimiertes Gebäude zu erstellen. Weltweit erstmals kommt für ein Bürohochhaus dieser Größe fast der gesamte Energiebedarf aus erneuerbaren Energieträgern. Das Energiekonzept für den “Power Tower” besteht aus den drei Teilen: Gebäudehülle, Haustechnik, Energieaufbringung. Die neue Konzernzentrale wird ohne Fernwärmeanschluss auskommen und auf den Einsatz von fossilen Energieträgern für Heizung und Kühlung verzichten können. Energie wird aus der 700m2 großen Photovoltaikanlage an der Süd-West-Fassade erzeugt. Neben verschiedenen energiesparenden Maßnahmen der Wärme- und Kältegewinnung kam es besonders darauf an, die Gebäudehülle bezüglich ihres thermischen Verhaltens zu optimieren. Über das neuartige, in die Außenwandkonstruktion integrierte Sonnenschutzsystem berichtet dieser Beitrag.

International existieren verschiedene genormte Raumbrandprüfungen, in welchen das Brandverhalten von Wand- und Deckenprodukten unter realitätsnahen Einbaubedingungen untersucht wird. Die Prüfmethoden unterscheiden sich zum Teil erheblich hinsichtlich der Raumgeometrie, der Ventilationsöffnungen bzw. -verhältnisse sowie der Art und Leistung der verwendeten Zündquellen. Auf der Basis von Brandsimulationsrechnungen mit dem CFD-Code FDS wurde die Intensität der resultierenden thermischen Produktbeanspruchung für ausgewählte Prüfräume vergleichend analysiert. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass zwischen den betrachteten Methoden deutliche Unterschiede bestehen, die zu inkonsistenten Produktbeurteilungen führen können.

Comparative analysis of thermal exposure conditions in standard room fire tests.
Various standards exist worldwide that describe room fire tests for determining the reaction to fire behaviour of wall and ceiling products under end-use conditions. The test methods differ with respect to the room geometry, the ventilation conditions and the type and heat output of the ignition source. Numerical simulations were performed using the CFD code FDS to comparatively analyse the resulting thermal exposure conditions for selected test rooms. The simulation results exhibit considerable differences between the analysed test methods, which may lead to inconsistent product assessments.

Es gibt in einigen europäischen Ländern Verordnungen, die die europäische Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden umsetzen sowie weitere Nachweisverfahren, mit denen über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehende Energiestandards nachgewiesen werden können. Sie alle stützen sich bei der wärmetechnischen Beschreibung von Gebäuden im Wesentlichen auf die europäischen Normen EN ISO 13789 und EN ISO 13790. Im Rahmen der Studie HabitEnergie “Erfolgsfaktoren beim Bau von energieeffizienten Wohngebäuden - eine Untersuchung in drei europäischen Ländern” wurde u.a. untersucht, inwieweit die Ergebnisse aus den folgenden Nachweisverfahren miteinander vergleichbar sind: SIA 380/1, MINERGIE®, Réglémentation Thermique 2005 (RT2005), Bâtiment Basse Consommation (BBC), Energieeinsparverordnung (EnEV), Anforderungen des Passivhaus-Insti-tuts Darmstadt (PHPP).

Die Bestimmung der äquivalenten Wärmeleitfähigkeit von Mauerwerk aus Leicht-Hochlochziegeln erfolgt fast ausschließlich durch Messungen an gemauerten Wandscheiben. Seit kurzem kann mit der sogenannten Halbsteinmessung, bei geringerem Zeit- und Arbeitsaufwand, die Wärmeleitfähigkeit eines Mauersteinprobekörpers im Plattengerät ermittelt werden. Der Probekörper wird ohne Vermörtelung aus mehreren, in halber Wanddicke geteilten Steinen zusammengesetzt. In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse von Wärmeleitmessungen an Wänden denen von Halbsteinmessungen gegenübergestellt. Die untersuchten Prüfkörper bestehen jeweils aus gleichen Hochglanzziegeln derselben Charge.

Mit den Verfahren von Emborg und Breugel werden Zwangsspannungen infolge abfließender Hydratationswärme für fünf verschiedene Betonzusammensetzungen berechnet. Anschließend wurden die Zwangsspannungen für rund 40 cm Dicke Bauteile im Reißrahmen ermittelt. Der Vergleich des berechneten und gemessenen Spannungsverlaufs innerhalb der ersten 4 Tage zeigt: Die vom Erhärtungsbeginn an bis zur zweiten Nullspannungs-Temperatur (nach 18 bis 30 Stunden) auftretenden Druckspannungen können durch Berechnungen nicht genau genug bestimmt werden.

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Der Einfluß der maßgebenden Parameter auf die Kaltrißgefahr bei Baustählen wird diskutiert und größenordnungsmäßig angegeben. Anschließend werden die Konzepte von DIN 18 800 Teil 1, DVS 1703 und BS 5135 zur Vermeidung von Kaltrissen hinsichtlich der maßgebenden Parameter überprüft und miteinander verglichen. Mit der Kenntnis des Einflusses der hier detailliert besprochenen Parameter auf die Kaltrißgefahr dürfte keine Schwierigkeit mehr bestehen, wenn erforderlich, von der 2-Formel abzuweichen.

Im Aufsatz werden die Näherungsverfahren für die brandschutztechnische Bemessung von Verbundbauteilen verglichen und sowohl FEM-Berechnungen als auch Versuchen gegenübergestellt. Es werden Anregungen für mögliche Weiterentwicklungen bei den Verfahren und Vorschläge für Änderungen und/oder Ergänzungen der gültigen Normen und anerkannten Regeln der Technik gegeben.

Für typische Schluff- und Kiesablagerungen in Südbayern werden die Ergebnisse von Seitendrucksondierungen (Pressiometerverfahren nach Menard) und leichten Rammsondierungen (LRS 5 nach DIN 4094) miteinander verglichen und empirische Gleichungen zur Ermittlung des pressiometrischen Verformungsmoduls E sowie des Steifemodul Es aus den Sondierergebnissen aufgestellt.

Mit dem Ziel, einen Überblick über aktuelle normative Modelle zur Berechnung der Rissbreite im Stahlbetonbau zu erhalten, wurden diese am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig zusammengestellt und verglichen. Um einen unabhängigen Vergleich der Modelle sicherzustellen, wurde eine Datenbasis mit Versuchswerten zu Rissbreiten zusammengestellt. Der Modellvergleich wurde auf zentrische Zugversuche, bei denen charakteristische Werte der gemessenen Rissbreiten (95 %-Quantilwerte) angegeben waren bzw. ermittelt werden konnten, beschränkt. Durch die Vergleichsberechnungen konnte gezeigt werden, dass zwischen den unterschiedlichen Modellen signifikante Abweichungen auftreten. Während der Eurocode 2 die im Versuch gemessenen Rissbreiten tendenziell überschätzt, werden die Rissbreiten mit den Nationalen Anhängen für Deutschland bzw. Österreich überwiegend unterschätzt. Mit dem Modell nach Model Code 2010 werden die Versuchsergebnisse im Mittel ebenfalls überschätzt, die Ergebnisse liegen jedoch zwischen denen nach Eurocode 2 sowie den Nationalen Anhängen für Deutschland bzw. Österreich. Des Weiteren kann mit den Modellen der Nationalen Anhänge für Deutschland und Österreich sowie des Model Code 2010 eine, gegenüber dem Eurocode 2, erhöhte Vorhersagegenauigkeit erreicht werden.

Comparison of code provisions for the calculation of crack widths
In order to give an overview of current code provisions for the calculation of crack widths, these provisions were compiled and compared at the iBMB, Department of Concrete Construction of TU Braunschweig. In order to ensure an independent comparison, a database with test values for crack widths was compiled. The comparative calculations were limited to tensile tests in which characteristic values of the measured crack widths (95 %-quantile values) were or could be determined. As a result, it can be stated that significant deviations occurred for the different code provisions. While the provisions by Eurocode 2 tend to overestimate the test values, the National Annexes for Germany and Austria mainly underestimate the measured crack widths. Model Code 2010 also overestimates the test results on average, but the results are between those obtained with Eurocode 2 and the national annexes for Germany and Austria. Furthermore, the models in the national annexes for Germany and Austria as well as the Model Code 2010 achieve a higher prediction accuracy than Eurocode 2.

Zur Beurteilung und Auswertung von Druckmessungen aus Siloversuchen leisten Hüllkurven der waagerechten Silobelastung wertvolle Dienste. Die ihnen zugrunde liegenden Spannungsfelder geben darüberhinaus Einblick in das Verhalten des Silogutes während des Entleerungsvorgangs. Es werden Hüllkurven nach Nanninga, Sokolovskij und Walters untereinander und mit eigenen Rechenansätzen verglichen.

Im Zuge des Ausbaus erneuerbarer Energien entstehen in der Nord- und Ostsee Parks aus Offshore-Windenergieanlagen, kurz OWEA. Die Gründung dieser OWEA erfolgt häufig mit großen Einzelpfählen, den sogenannten Monopiles. Infolge der zyklischen Belastung aus Wind und Wellen findet im Baugrund eine Verformungsakkumulation statt, welche zu bleibenden Schiefstellungen der Monopiles führen kann. Für die Prognose dieser nichtlinearen Langzeitverformungen wurden in der Vergangenheit verschiedene Ansätze vorgeschlagen.
Mit dem Ziel, die einzelnen Ansätze miteinander zu vergleichen und ihre Grenzen auszuloten, wurden zahlreiche Berechnungen einer OWEA-Monopilegründung mit realitätsnahen Abmessungen und Belastungen in einem nichtbindigen Baugrund mit unterschiedlichen Lagerungsdichten durchgeführt. Dabei wurden folgende Ansätze untersucht: die P-y-Kurven des American Petroleum Institute (API), ein Ansatz nach Dührkop, das ESWM nach Taan et al., das SDM nach Achmus et al. und ein Ansatz, der am Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik (IBF) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) verwendet und hier mit HIA bezeichnet wird.
Die Kalibration der Parameter dieser Ansätze für einen offshore-typischen Feinsand auf der Basis von Laborversuchen wurde in [5] vorgestellt. In diesem Beitrag werden die mit dem jeweiligen Ansatz ermittelten Pfahlverformungen miteinander verglichen. Dabei wird auf die Umsetzung der Ansätze und die betrachteten Belastungen eingegangen, bevor die Ergebnisse der Prognosen vorgestellt werden. Dabei werden große Unterschiede zwischen den Prognosen der einzelnen Ansätze aufgezeigt, obwohl die Parameter der Ansätze am selben Sand und zum Teil aus den gleichen Laborversuchen abgeleitet wurden.

Comparison of methods for the prediction of long-term-deformations of OWEA monopile foundations in sand
In the process of renewable-energy-development the number of offshore wind parks in the North Sea and the Baltic Sea increases. The offshore wind power plants are often founded on a single large pile, a so-called monopile. The cyclic loading due to wind and waves causes an accumulation of deformation in the soil which may lead to a permanent tilting of the monopiles. Different methods have been developed for the prediction of these non-linear long-term deformations.
In this study the predictions made by the various methods are compared for realistic dimensions and loadings of an offshore wind power plant as well as different densities of a non-cohesive soil. The quality and the limitations of the methods were examined. The following methods were studied: the P-y-curves of the American Petroleum Institute (API), a method proposed by Dührkop, the ESWM by Taan et al., the SDM by Achmus et al. and a method which is used at the IBF (KIT), here referred to as HIA.
The calibration of the parameters of the various methods is presented in [5]. In this paper the pile displacements predicted by the different methods are compared with each other. The implementation of these methods and the applied loads are explained before the results are presented. Although the model parameters were determined for the same fine sand and in some cases were obtained using the same experimental results, large differences are observed between the predictions given by each method.

Im Zuge des Ausbaus erneuerbarer Energien entstehen in der Nord- und Ostsee Parks aus Offshore-Windenergieanlagen, kurz OWEA. Die Gründung dieser OWEA erfolgt häufig mit großen Einzelpfählen, den sogenannten Monopiles. Infolge der zyklischen Belastung aus Wind und Wellen findet im Baugrund eine Verformungsakkumulation statt, welche zu bleibenden Schiefstellungen der Monopiles führen kann. Für die Prognose des nichtlinearen Langzeitverformungsverhaltens der OWEA-Monopilegründungen wurden in der Vergangenheit verschiedene Ansätze vorgeschlagen.
Mit dem Ziel, die einzelnen Ansätze miteinander zu vergleichen und ihre Grenzen auszuloten, wurden zahlreiche Berechnungen einer OWEA-Monopilegründung mit realitätsnahen Abmessungen und Belastungen in einem nichtbindigen Baugrund mit unterschiedlichen Lagerungsdichten durchgeführt. Dabei wurden folgende Ansätze untersucht: die P-y-Kurven des American Petroleum Institute (API), ein Ansatz nach DÜHRKOP, das ESWM nach TAAN et al., das SDM nach ACHMUS et al. und ein Ansatz, der am Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik (IBF) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) verwendet und hier mit HIA bezeichnet wird.
Neben der Beschreibung dieser Ansätze wird in diesem Artikel die Bestimmung der jeweils benötigten Parameter aus Laborversuchen vorgestellt. Die Eingangsparameter aller Ansätze wurden für einen offshore-typischen Feinsand ermittelt. In “Teil 2: Simulationen und Schlussfolgerungen” werden dann die von den verschiedenen Ansätzen prognostizierten Pfahlverformungen infolge der hochzyklischen Belastung präsentiert und miteinander verglichen.

Comparison of methods for the prediction of long-time-deformations of OWEA monopile foundations in sand
In the process of renewable-energy-development the number of offshore wind parks in the North Sea and the Baltic Sea increases. The offshore wind power plants are often founded on a single large pile, a so-called monopile. The cyclic loading due to wind and waves causes an accumulation of deformation in the soil which may lead to a permanent tilting of the monopiles. Different methods have been developed for the prediction of these non-linear long-term deformations.
In this study the predictions made by the various methods are compared for realistic dimensions and loadings of an offshore wind power plant as well as different densities of a non cohesive soil. The quality and the limitations of the methods were examined. The following methods were studied: the P-y-curves of the American Petroleum Institute (API), a method proposed by DÜHRKOP, the ESWM by TAAN et al., the SDM by ACHMUS et al. and a method which is used at the IBF (KIT), here referred to as HIA.
In this article, beside the description of the different approaches, the procedure of parameter calibration will be discussed and the parameters for each method will be retrieved by laboratory tests performed on an offshore-typical fine sand. “Part 2: Simulations and conclusions” will present and compare the deformations of the monopile foundation due to high-cyclic loading predicted by the different approaches.

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Für den Fall des kombinierten Beul-Knick-Problems stehen zwei unterschiedliche Berechnungsvorschläge im Zusammenhang mit der Neufassung von Stabilitätsnormen zur Diskussion. Beim 1. Vorschlag wird eine reduzierte aufnehmbare Spannung für den beulenden Querschnittsteil vorgeschrieben, während beim 2. Vorschlag für diesen Querschnittsteil eine mittragende Breite einzuführen ist. Einerseits wird gezeigt, daß der 1. Vorschlag kein allgemein brauchbares Näherungsmodell darstellt. Andererseits wird eine vereinfachte Berechnung vorgeschlagen, die auf dem Konzept der mittragenden Breite beruht und die für alle untersuchten Fälle ausreichend genau ist.

Die Wahl eines passenden Materialmodells, das in der Lage ist, das Bodenverhalten bei FE-Berechnungen realistisch darzustellen, hat einen maßgeblichen Einfluss auf die dabei erhaltenen Berechnungsergebnisse. Anhand von Vergleichsrechnungen mit mehreren Materialmodellen sollen die Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei den Ergebnissen verdeutlicht werden. Hierfür wird ein Baugrubenaushub simuliert und sowohl die auftretenden Verformungen als auch die mittels Parameterreduktion ermittelte Standsicherheit betrachtet. Dabei wird neben den bekannteren Modellen Hardening Soil und der Hypoplastizität die Barodesie als Modell für FE-Berechnungen vorgestellt. Während sich bei allen Modellen vergleichbare Verformungen einstellen, werden bei der berechneten Standsicherheit deutliche Unterschiede festgestellt.

Comparison of different material models by simulation of an excavation.
The choice of a suitable material model, which is able to represent the soil behaviour in FE-simulations realistically, has a significant influence on the calculation results obtained. With the help of comparative calculations using several material models, the similarities and differences in the results will be clarified. For this purpose, an excavation is simulated and both the occurring deformations and the stability determined by parameter reduction are considered. Besides the more known models Hardening Soil and Hypoplasticity, Barodesy is presented as model for FE-calculations. While all models show comparable deformations, the calculated stability shows clear differences.

Für 23 bestehende Gebäude wurden jeweils drei verschiedene Vorgehensweisen zur Energieausweisberechnung betrachtet und zusätzlich mit den tatsächlichen Energieverbräuchen verglichen. Somit ergeben sich insgesamt 69 Energieausweise und 23 Energieverbrauchsabrechnungen für bestehende Wohngebäude, welche in Relation gesetzt werden. Einzelne berechnete Energieausweisergebnisse stimmen gut mit den tatsächlichen Verbräuchen überein, jedoch gibt es, unabhängig von der Berechnungsmethode, Abweichungen bis 350 % von den realen Verbräuchen. Die drei verschiedenen Energieausweisberechnungsmethoden wurden auch untereinander in Relation gesetzt, um die bestmögliche Berechnungsart zu ermitteln. Dies verdeutlichte, dass die Exaktheit der Ergebnisse der Berechnungsart auch von der Gebäudegröße abhängig ist. Es zeigte sich, dass die Kategorisierung der Bauweise ebenfalls eine entscheidende Rolle für die Ergebnisse liefert und so ist die Abschaffung der “sehr schweren Bauweise” in der OIB Richtlinie 6 mit der Version 2019 nicht gerechtfertigt. Weiter werden Verbesserungsvorschläge in Hinsicht auf die Orientierung der Bauteile, die Einbindung von digitalen Sonnenstands- und Beschattungsmöglichkeiten, den Haushaltsstrombedarf, die Energiekennzahlausweisung nach Nutzeranzahl und Zonierungen dargestellt.

Comparison of different energy certificate calculation types with the real consumption
Three different methods of calculating the energy certificate were considered for 23 existing buildings and also compared with the actual energy consumption. The result of 69 energy certificates and 23 energy consumption bills for existing residential buildings were put in relation. Some individual calculated energy certificate results agree well with the actual consumption, however, regardless of the calculation method, there are deviations of up to 350 % from the real consumption. The three different energy certificate calculation methods were also set in relation to one another in order to determine the best possible type of calculation. This made it clear that the accuracy of the results of the type of calculation also depends on the size of the building. It turned out that the categorization of the construction method also plays a decisive role in the results and so the abolition of the “very heavy construction method” in the OIB guideline 6 with the 2019 version is not justified. In addition, suggestions for improvement are presented with regard to the orientation of the components, the integration of digital sun position and shading options, the household electricity requirement, the energy indicator according to the number of users and zoning.

Um die plastischen Querschnittstragfähigkeiten von gewalzten I-Profilen und Rechteckhohlprofilen auszunutzen, beschreibt DIN EN 1993-1-1 Methoden und gibt Interaktionsformeln an, Schnittgrößen im Querschnitt nachzuweisen. Ferner beschreibt Kindmann in [1, 2] das Teilschnittgrößenverfahren, das mit seinen Weiterentwicklungen zwei weitere Nachweisalternativen liefert.
In diesem Beitrag fassen die Autoren die Grundlagen dieser Nachweisalternativen für gewalzte I-Profile und Rechteckhohlprofile zusammen. Dabei wird besonders auf die Anwendbarkeit eingegangen. Weiter werden anhand zweier Beispielprofile die absoluten Interaktionsräume je Nachweisalternative aufgespannt und gegenübergestellt. Dies erfolgt für die Schnittgrößenkombinationen N-Vz-My, N-Vy-Mz, N-My-Mz und N-Vy-Vz-My-Mz. Hierbei werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgestellt. Die Bewertung der Nachweisalternativen erfolgt hinsichtlich der Anwendbarkeit, der Sicherheit sowie der Genauigkeit. Während die Bewertung der Anwendbarkeit subjektiv ist, sind die letzteren Attribute objektiver bewertbar. Der Ausblick resümiert die Praktikabilität der diskutierten Nachweisalternativen.

Comparison and evaluation of elasto-plastic verification alternatives
DIN EN 1993-1-1 describes methods for verifying internal forces in cross-sections in order to determine the plastic cross-sectional load carrying capacity of rolled I-profiles and rectangular hollow sections. Furthermore, Kindmann describes in [1, 2] the Partial Internal Forces Method (TSV), which with further developments provides two alternatives.
In this paper, the authors summarize the basics of these methods of verification for rolled I-profiles and rectangular hollow profiles. Particular attention will be paid to applicability. Furthermore, the absolute interaction spaces for each verification alternative are generated and compared based on two example profiles. This is done for the internal forces combinations N-Vz-My, N-Vy-Mz, N-My-Mz and N-Vy-Vz-My-Mz. Similarities and differences are highlighted. The evaluation of the verification alternatives is carried out regarding applicability, safety and accuracy. While the application is subjective, previous work reveals an objective tendency of the latter attributes. The outlook sums up the practicability of the alternatives discussed.

Drei analytische Lastmodelle für die Berechnung von Zugüberfahrten über Brücken werden mathematisch formuliert: eine Folge von Einzelkräften, eine Folge von Punkmassen und eine Folge von Mehrkörpersystemen. Die Kopplung der Lastmodelle an das Brückenmodell erfolgt mechanisch exakt im Rahmen einer ebenen Betrachtung des Problems. Die Diskretisierung der Bewegungsgleichungen erfolgt mit Hilfe der Methode von Ritz und Galerkin (Modalanalyse). Am Beispiel einer leichten Balkenbrücke aus Stahl unter der Einwirkung eines Hochgeschwindigkeitszuges werden die drei Lastmodelle untereinander verglichen. An diesem Beispiel wird deutlich, dass mit Lastmodellen aus Einzelkräften oder Punktmassen die Schwingungsantwort von leichten Brücken stark überschätzt werden kann. Bereits die Verwendung von einfachen Mehrkörpersystemen mit nur wenigen Freiheitsgraden führt zu wesentlich genaueren Ergebnissen, insbesondere bei resonanzgefährdeten Brücken. Wege für eine effiziente Berechnung stehen unter Anwendung der Modalanalyse offen und werden ebenso diskutiert wie die Beurteilung der Resonanzgefahr.

Comparison and assessment of various load models to calculate train crossings of bridges at high speed.
Three analytical load models to calculate train crossings over bridges are mathematically formulated: a series of concentrated forces, a series of concentrated masses and a series of multi-body systems. The coupling of the load models to the bridge model is carried out within the scope of a two-dimensional treatment of the problem and without simplifications. The differential equations of motion are discretised using the method of Ritz and Galerkin (modal analysis). The three load models are compared with each other using the example of a lightweight beam bridge made of steel which is loaded by a high-speed train. The example shows clearly that the dynamic response of a lightweight bridge is overestimated if the load models consist of concentrated forces or masses. Even the use of simple multi-body systems with only few degrees of freedom lead to considerably more accurate results. This finding particularly holds true for bridges which are at risk of resonance effects. Options for an efficient calculation are available with modal analysis and are discussed. The assessment of resonance effects is also treated.

Risse in Stahlbeton- und Spannbetontragwerken führen zu einem Steifigkeitsverlust, der die statischen und dynamischen Eigenschaften der jeweiligen Struktur beeinflusst. Eine klassische Methode zur Bestimmung statischer Kennwerte sind Probebelastungen, bei denen gemessene Verformungen mit rechnerischen Werten abgeglichen werden und somit einen Rückschluss auf die Tragfähigkeit der Struktur ermöglichen. Bei Bauwerken wie Brücken können derartige Tests sehr kosten-, zeit- und materialaufwändig sein und erfordern häufig eine längerfristige Sperrung. Des Weiteren müssen die gemessenen Verformungen vor Ort durch erfahrene Ingenieure überwacht werden, um gegebenenfalls bei Überschreiten kritischer Werte den Test abzubrechen. Auch die dynamischen Eigenschaften von Strukturen werden maßgeblich durch die Steifigkeit beeinflusst und können in vielen Fällen schnell und mit wenig Aufwand bestimmt werden. Im Rahmen dieses Aufsatzes werden die Ergebnisse statischer und dynamischer Untersuchungen zur Zustandsbewertung, durchgeführt an Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen im Labor und an einer schrittweise geschädigten Spannbetonbrücke, hinsichtlich ihrer Sensibilität auf Schäden und Handhabbarkeit in der praktischen Anwendung gegenübergestellt.

Comparison of Static and Dynamic Methods to Assess the State of Reinforced and Prestressed Concrete Structures
Cracks in reinforced and prestressed concrete structures lead to a reduction in stiffness and therefore to an influence on the static and dynamic properties. A conventional method to assess the static characteristics are static load tests which enable to correlate measured deformations with calculated values and to draw conclusions about the loading capacity. In case of bridges, these tests can be very cost-intensive and time-consuming and often require a closure of the bridge. Furthermore the measured deformations have to be examined in situ, in order to abort the test if the deformations exceed critical values. As well, the dynamic properties are affected by changes in stiffness and in many cases they can be quickly determined without large effort. Within this article the results of static and dynamic tests with laboratory reinforced and prestressed concrete structures and tests on a gradually damaged prestressed concrete bridge are presented. The results are compared with regard to the sensitivity of the different methods to damage.