Auf Grundlage des Eurocode 2 wird ein Verfahren zur Bemessung von Stahlbetonplatten nach der Fliessgelenktheorie vorgestellt.

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In diesem Beitrag werden zwei verschiedene Methoden zur Berechnung der dynamischen Antwort von einfeldrigen Balkenbrücken mit innerer Dämpfung unter einer Folge von Einzelkräften vorgestellt. Bei der ersten Methode, der “Impulsmethode”, wird der aus der Belastung entstehende effektive Impuls mit einfachen analytischen Funktionen angenähert. Die Brücke wird entsprechend der Modalanalyse auf modale Einfreiheitsgradsysteme reduziert. Für dieses vereinfachte System aus Belastung und Brücke können geschlossene Formeln zur Beschreibung der Schwingungsantwort angegeben werden, was am Beispiel des Lastmodells HSLM-A1 nach Eurocode 1 (EC1) gezeigt wird. Bei der zweiten Methode wird das in der Baudynamik vielfach bewährte Antwortspektrenverfahren auf die vorliegende Problemstellung angewendet. Es wird die Berechnung von Antwortspektren für Balkenbrücken unter den Lastmodellen HSLM-A erläutert. Ein Beispiel zeigt, wie diese Methode angewendet wird.

Die Flatterstabilität des stationären Gleichgewichtszustands eines rotierenden Windturbinenblattes wird mit dem vorgestellten Rechenmodell näherungsweise ermittelt. Das Blatt wird hierbei biege- und verwindungsstarr idealisiert. Elastische Lagerbedingungen und Torsionsdämpfung werden berücksichtigt. Anhand numerischer Resultate wird der Einfluss der Steuerachsenlage, des Blattorsiondämpfers, des Schlagträgheitsmomentes und der Schlagfederkonstatnte auf die Flatterstablilität diskutiert.

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Es wird eine Näherungsbeziehung für die Ermittlung der Querkraft aus Erdbebenlasten in Stahlbetonwandscheiben im Rahmen eines vereinfachten Erdbebennachweises gegeben. Dabei wird nur die Grundschwingung explizit berücksichtigt, während der Querkraftanteil der zweiten Schwingungsform implizit in die Berechnung eingeht. Der unterschiedliche Einfluss der Plastifizierung auf die Querkraftanteile verschiedener Schwingungsformen wird ebenfalls berücksichtigt.

Für den elastischen Massestoß auf einen Schwinger mit linear elastisch/idealplastischer Federkennlinie werden Diagramme dimensionsloser Form angegeben, mit denen die maximale Beanspruchung des gestoßenen Masse-Feder-Schwingers ermittelt werden kann.

Gestützt auf die Grundgedanken von Eurocode 8 wird ein vereinfachtes Konzept für die Erdbebenauslegung von Stahlbetonbauten in Schwachbebengebieten, unter Beschränkung auf die Regeln von Eurocode 2 und Vernachlässigung der besonderen Vorschriften für Betonbauten in Eurocode 8, erarbeitet. Ausgehend von den Beziehungen zwischen Verhaltensbeiwerten, Zähigkeitsanforderungen und konstruktiven Vorschriften werden, neben anderen Erleichterungen, Bedingungen für den Verzicht auf die Umschnürung in den kritischen Bereichen von Stützen und Wandscheiben hergeleitet. In zwei Beispielen werden die Auswirkungen der vorgeschlagenen Vereinfachungen auf den Stahlverbrauch bei Skelett- und bei Wandscheibenbauten untersucht.

Verfahren zur Vereinfachung von Berechnungen durch Reduktion von räumlichen Problemen in der Statik auf ebene.

Die im Druckbereich eines Querschnitts auftretenden Druckspannungskörper müssen bei beliebiger Grundflächenform - wie schon beim Rechteckquerschnitt bei schiefer Biegung gegeben - sinnvoll vereinfacht werden, soll der Querschnitt praktisch überhaupt berechenbar sein. Für Normalbeton wie für Leicht- sowie für Porenbeton werden die entsprechenden Möglichkeiten mit Blick auf die neuen europäischen Normen aufgezeigt.

Aufgrund der gestiegenen Anforderungen durch höhere Einwirkungen aus Wind und Erdbeben ist eine Verbesserung und Optimierung der Berechnungs- und Bemessungsansätze für Mauerwerksbauten erforderlich. Eine bessere Ausnutzung der Tragwerksreserven ist durch die Berücksichtigung der Rahmentragwirkung mit einer Aktivierung der Deckenscheiben in den Rechenmodellen möglich, die in der Praxis aufgrund der Komplexität der Wand-Decken-Interaktion bislang nicht ausgenutzt wird. Im vorliegenden Aufsatz wird ein vereinfachter Ansatz auf Grundlage der mitwirkenden Plattenbreite von Schubwänden aus Mauerwerk vorgestellt, der die wesentlichen Einflussfaktoren in parametrisierten Tabellen erfasst. Damit steht den Tragwerksplanern ein einfach anwendbares Werkzeug zur Verfügung, um die Rahmentragwirkung in der Mauerwerksbemessung anzusetzen.

Simplified consideration of framing effects in masonry buildings
Due to the increased requirements resulting from higher wind and earthquake loads, it is necessary to improve and optimise the calculation and design approaches for masonry structures. An important contribution to a better utilisation of the structural load-bearing reserves is the consideration of the framing effects through the activation of the floor slabs in the calculation models, which has not been utilised in practice so far due to the complexity of the wall-slab interaction. The paper presents a simplified approach based on the contributory slab width, which captures the essential influencing factors in parameterised tables. This provides structural engineers with a simple tool to exploit the frame load-bearing effect in masonry design.

Es wird ein Verfahren vorgestellt, um symmetrische Wandscheibenbauten unter Berücksichtigung plastischer Riegelverformungen, d.h. der Stürze über Fenstern und Türen, zu berechnen.

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Der Verfasser stellt ein Berechnungsverfahren für den Nachweis der Erdbebensicherheit von Stockwerksrahmen vor, das vier kennzeichnende Parameter für den Bauwerkswiderstand berücksichtigt: die Eigenschwingdauer, Baugrundverhältnisse, Zähigkeit und innere Dämpfung bzw. Resonanzstörungen. Bei Berücksichtung und richtiger Wertung dieser Parameter kann weiter das Verfahren mit statischen Ersatzlasten verwendet werden.

Es wird ein Näherungsverfahren für die Ermittlung der Schnittgrössen von Stahlbetonstützen und -rahmen nach Theorie II.Ordnung aufgezeigt.

Die Brandschutz-Teile der Eurocodes regeln auch die Berechnungen des Feuerwiderstands. Solche Berechnungen waren in der Praxis bisher unüblich. Die thermische Analyse kann durch Vorgabe der Temperaturprofile in den Querschnitten ersetzt werden. Es wird gezeigt, wie dann die mechanische Analyse für eine Stahlbetonstütze nach Theorie 2. Ordnung durchgeführt werden kann.

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Vereinfachend wird auf eine genauere Bestimmung der Bruchfigur verzichtet. Hilfsdiagramme für die Ermittlung der Biegemomente unter gleichmässiger Belastung werden bereitgestellt. Das Verfahren kann in drei Varianten genutzt werden.

Näherungsverfahren zur Berechnung geschlossener, mehrzelliger Kastenträger. Die Bestimmung von Schub- und Längsspannungen infolge Torsion wird hierbei auf die "lastabhängige Profilverformung" reduziert, bei welcher nur der belastete Steg verschoben ist.

Verfahren zur Berechnung von in einzelne Stiele aufgelösten Türmen, die durch massive Zwischenplattformen in mehrere Stockwerke geteilt sind.

Ausgehend von bisher veröffentlichten Untersuchungen verschiedener Autoren zu erdbebenbelasteten Flachbodentanks werden die angegebenen Gleichungen für bisher nicht untersuchte Geometrieverhältnisse ausgewertet. Auf Grundlage der Ergebnisse der exakten Gleichungen wird ein einfaches Berechnungsverfahren entwickelt, das sowohl die Anforderungen der Praxis nach einfachen, fehlerunempfindlichen Rechenverfahren erfüllt als auch die gleichen Ergebnisse liefert wie das exakte Verfahren.

Für die Abschätzung der Wandverformungen und der daraus resultierenden Zusatzschnittgrößen nach Theorie II. Ordnung von schlanken Mauerwerkswänden wird das im Stahlbetonbau bewährte Modellstützenverfahren auf den Mauerwerksbau übertragen, so daß sich der Knicksicherheitsnachweis wie bisher auf einen Querschnittsnachweis an der maßgebenden Stelle unter Berücksichtigung der Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung reduziert. Vorteil gegenüber der bisherigen Näherungslösungen entsprechend DIN 1053-3 /1/ und EC 6 /4/, /5/ ist einerseits die Konsistenz zu den Bemessungsnormen des Stahlbetonbaus und andererseits die Möglichkeit einer getrennten Berücksichtigung der Imperfektion und der Einflüsse aus Theorie II. Ordnung.
Für die Biegebemessung von bewehrten Mauerwerksquerschnitten werden allgemeingültige Bemessungsgleichungen vorgestellt, mit denen die erforderliche Bewehrung mittels einfacher Gleichungen geschlossen ermittelt werden kann. Vorteil der Bemessungsgleichungen ist zum einen die mögliche Anpassung an beliebige Materialansätze mittels weniger Materialkennwerte, so daß diese für verschiedene Mauerwerksarten gemäß EC 6 /4/, /5/ und DIN 1053-3 /1/ angewendet werden können. Andererseits ist es nicht mehr notwendig, Bemessungstabellen zu verwenden, da die Bewehrung direkt ohne Iteration der Dehnungsebene berechnet werden kann. Da die Gleichungen auch für die Dimensionierung von Stahlbetonquerschnitten nach DIN 1045-1 /9/ und EC 2 /10/ anwendbar sind, ist abermals die Konsistenz der Bemessungsnormen von bewehrtem Mauerwerk und Beton gewährleistet.

Näherungsverfahren zur Berücksichtigung einer abgestuften Bewehrung in schlanken Stahlbetonstützen.

Für die zutreffende Bemessung von Ein- und Mehrfeldträgern aus Spannbeton ohne Verbund auf Biegung und Schub wird ein ganz einfaches Verfahren vorgestellt und mit der Nachrechnung der einschlägigen Versuche des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton begründet. Die ausführliche Nachrechnung eines 20 m weit gespannten Versuchsträgers der Deutschen Bundesbahn erläutert den Rechenvorgang in allen Einzelheiten.

Der Werkstoff Stahlguss ist aufgrund seiner hohen mechanischen Beanspruchbarkeit und der nahezu freien Formgebung theoretisch ideal für den Einsatz in ermüdungsbeanspruchten Konstruktionen geeignet. Allerdings wird der Bauteilwiderstand durch herstellungsbedingte Ungänzen beeinflusst. Aufgrund bislang fehlender Kenntnisse und in Ermangelung einfach anwendbarer Bemessungsansätze wird in der Praxis der Einsatz von Stahlguss meist vermieden oder aber durch häufig vermeidbare höchste Qualitätsanforderungen unnötig verteuert. Die pauschale Wahl der höchsten Qualitätsstufe ist wegen des hohen Herstellungsaufwands unwirtschaftlich und unter technischen Gesichtspunkten nicht im gesamten Bauteil erforderlich, da selbst größere Gussfehler die statische und zyklische Leistungsfähigkeit eines Bauteils nicht zwangsläufig reduzieren. In diesem Beitrag wird ein einfach handhabbarer Bemessungsansatz vorgestellt, der eine auf lokalen Beanspruchungen basierende Festlegung der erforderlichen Herstellqualität ermöglicht. Die Verknüpfung zwischen Beanspruchbarkeit und zulässigen Fehlergrößen erfolgt mit neu definierten Widerstandskategorien. Diese neu entwickelte Bemessungsmethode basiert auf der Begrenzung der maximal aufnehmbaren Spannungsschwingbreiten, orientiert sich an etablierten Nachweiskonzepten und ist somit direkt auf eine verhältnismäßig einfache baupraktische Anwendbarkeit ausgerichtet. Einflüsse wie Mittelspannung, Formtoleranzen oder Spannungsgradienten werden berücksichtigt.

Simplified design of cast steel components under fatigue loads
Theoretically, cast steel is ideally suited for use in structures subject to fatigue loads due to its high mechanical strength and virtually free shaping possibilities. However, the component resistance is determined by manufacturing-related imperfections. Due to a lack of knowledge and the absence of easily applicable design approaches, the use of cast steel components is usually rejected or countered by the highest demands on manufacturing quality. This blanket choice is usually uneconomical and not necessary from a technical point of view, since even major casting defects do not necessarily reduce the performance of a component. In this paper, an easy-to-use design approach is presented, which allows the determination of manufacturing quality based on local stresses. The link between fatigue strength and allowable defect sizes is established by newly defined resistance categories. The component design is carried out by limiting maximum stress ranges, is based on established verification concepts, and is thus directly adapted to practical construction applications. Influences such as medium-voltage dependence, shape tolerances, brittle fractures, stress gradients and interaction of neighbouring flaws are considered by reduction factors or additional conditions.