Keine Kurzfassung verfügbar.

Es wird ein Prognosemodell zur Berechnung von Verschattungszeiten für komplexe Bebauungsstrukturen vorgestellt, das ausschließlich auf mathematisch-physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruht und keine Konventionswerte, Normvorgaben oder Hypothesen verwendet. Eine Überprüfung der prognostizierten Verschattungszeiten durch Beobachtungen der Schattenperioden im Umfeld von vier Berliner Hochbauten ergab gute Übereinstimmungen innerhalb der zu erwartenden Fehlermargen, die in der Hauptsache durch Koordinatenrundung der Gebäudekubatur und des Beobachterortes auf ganze Meter bedingt sind. Dabei dient das hier vorgestellte Berechnungsmodell nicht der Visualisierung von Gebäudeschatten für Verschattungsstudien, sondern der präzisen und validierten Errechnung von Verschattungszeiten an vorgegebenen Aufpunkten auf der Grundlage eines möglichst einfach und schnell zu erstellenden digitalen dreidimensionalen Gebäudemodells. Es ist sowohl für Bestandssituationen als auch für bauvorhabenbezogene Neu- oder Umbauten nutzbar. Das Prognosemodell ProShad wird auch dazu eingesetzt, Verschattungszeiten im Umfeld von Gebäudekomplexen als dreidimensionale Matrix zu berechnen, so dass Horizontal- und Vertikalschnitte durch den Schatten(stunden)raum z. B. als Bodenschattenkarten oder Fassadenverschattungen in Isoflächendarstellung von Intervallen der Verschattungsstunden eine flächendeckende Übersicht geben.

On validating predicted shading duration in built-up areas:
We present a prediction model of shading duration in complex building structures. The model is based purely on the laws of maths and physics, with no conventional values, standard figures or hypotheses. We checked the predicted shading times by observing the shading periods in the areas surrounding four high-rise buildings in Berlin: our figures were in line with predictions, within the expected margin of error. This margin arises mainly from rounding the coordinates for both the building's cubature and the position of the observer to the nearest whole metre. Hence the calculation model presented here is not used to visualise building shadows for shading studies, but instead for a precise, validated calculation of shading duration at specific reference points based on a 3-D building model which is as quick and easy as possible to generate. This can be used in existing scenarios, as well as in planning new builds and renovations. The ProShad prediction model is also used to calculate shading duration around building complexes as a three-dimensional matrix, so that horizontal and vertical sections through the shading (duration) area can provide a comprehensive overview, for example as ground shading maps or with façade shading shown as isosurfaces at intervals during the shading period.

Nach der Einführung von Eurocode 2 sind in Zukunft Traglastverfahren auch für vorgespannte Konstruktionen zulässig. Unter Benutzung des FEM-Standardprogramms SAP wird nachgewiesen, daß der statisch unbestimmte Momentenanteil aus Vorspannung nur gering durch die Rißbildung beeinflußt wird, so daß dieser Anteil genügend genau durch den Rechenwert des Zustands I angenähert werden kann.

Der Artikel beschreibt ein Problem, welches vom Autor in den letzten Jahren in verschiedenen Projekten zur Festlegung von charakteristischen bzw. Bemessungseinwirkungen für Bauwerke beobachtet wurde. In all diesen Projekten zeigte sich, dass trotz umfangreicher Forschungsarbeiten keine Verringerung der Unsicherheit bei der Festlegung der Einwirkungsseite erzielt werden konnte, im Gegenteil, die Unsicherheit erhöhte sich. Dies ist nicht so sehr ein Ergebnis der statistischen Auswertung der vorliegenden Daten als vielmehr der Qualität der Daten. Gerade die Einbindung von historischen Daten, die eine Verringerung der Unsicherheit durch die Verlängerung der Zeitreihen bewirken soll, führt häufig zu einer Erhöhung der Unsicherheit. Zusätzlich verringert sich die zeitliche Gültigkeit der Ergebnisse, da die in den letzten Jahren regelmäßig neu gewonnenen Erkenntnisse über historische Daten signifikante Auswirkungen auf die Bemessungseinwirkungen haben können. Damit wird zum einen die Bemessung von Bauwerken für eine Lebensdauer von 100 Jahren infrage gestellt und zum anderen die Anwendung der Probabilistik zunehmend kritisch gesehen, denn dieses Verfahren müsste eben auch die sich regelmäßig verändernde epistemische Unsicherheit nachhaltig erfassen.

The uncertainty of the estimation of natural life loads
This paper discusses a problem, which arose during some projects in the last years regarding the definition of characteristic and design loads for structures. As a result of several projects, which used sophisticated methods, we have to face the fact, that the uncertainty of the definition of the natural loadings is not decreasing, but increasing. This fact is heavily related to the extension of data series using historical data with their limited quality. Even further, the time validity of the estimated loadings suffers a shorter lifetime, since new results from research projects dealing with historical data coming up in an increasing frequency and may yield to significant changes of the loading values. This questions the design lifetime of structures in the region of 100 years and even further, the applicability of probabilistic as a method for the evaluation of the structural safety, if this method does not sustainably consider the permanently changing epistemic uncertainty.

Es werden Überlegungen und Empfehlungen zur Bemessung der Stege von Hohlkastenbrücken bei gleichzeitigem Auftreten von Schub aus Längsbiegung und Schub aus Querbiegung bei gleichzeitiger teilweiser Einspannung der Kragplatte in den Steg des Hohlkastenträgers vorgestellt. Die Forderungen nach DIN 4227 und Vorschlägen verschiedener Autoren werden miteinader verglichen.

Stahlverbundstützen stellen leistungsfähige Konstruktionselemente zur Abtragung von Drucknormalkräften dar. Es stellt sich die Frage inwieweit die Verwendung von hochfestem Beton zur Steigerung der Traglast beitragen kann, oder ob die normativ festgelegte Begrenzung auf fck 50 N/mm² ausreichend ist. Die Effizienz des hochfesten Betons und die gewöhnlicher Verstärkungsmaßnahmen werden im Beitrag dargestellt und diskutiert.

Bei der Bemessung von druckbeanspruchten Bauteilen im Holzbau ist die Zunahme der Beanspruchungen infolge der sich einstellenden Verformungen zu berücksichtigen. Die Zusatzbeanspruchungen aus dem nichtlinearen Anwachsen der Verformungen müssen rechnerisch immer dann berücksichtigt werden, wenn sich die Schnittgrößen infolge des geometrischen nichtlinearen Tragverhaltens (Theorie II. Ordnung) um mehr als 10% vergrößern. Zur Erfassung der Zusatzbeanspruchungen nach Theorie II. Ordnung sieht die DIN 1052 zwei Verfahren vor. Der Nachweis kann mit einer Ermittlung der Schnittgrößen am unverformten System mit einer anschließenden Bemessung nach dem Ersatzstabverfahren erfolgen.
Alternativ zum Nachweis nach dem Ersatzstabverfahren können die Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung ermittelt und anschließend eine Bemessung des Querschnitts für Biegung mit Druck durchgeführt werden.
In diesem Beitrag werden die Unterschiede der beiden alternativen Nachweise aufgezeigt, und es wird eine Vorgehensweise vorgeschlagen, bei der beide Verfahren unter Berücksichtigung des Modifikationsbeiwertes für einfache Fälle gleiche Traglasten ergeben.

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Es werden drei in der Fachliteratur beschriebene Grossversuche mit der FE-Methode nachgerechnet. Die verwendeten Materialgesetze für die nicht-lineare Berechnung werden beschrieben. Es zeigt sich gute Übereinstimmung zwischen Versuch und Berechnung

Die Berechnung geschraubter Kopfplattenverbindungen ist in der EN 1993-1-8 über das sog. T-Stummel-Modell geregelt. Abhängig von den sich einstellenden Verformungen kann es zu sog. Abstützkräften kommen, welche die Schrauben zusätzlich beanspruchen. Diese Effekte werden über das T-Stummel-Modell grundsätzlich abgebildet, allerdings nur für eine begrenzte Anzahl praxisrelevanter Fälle. Eine allgemeingültige Lösung dieses Problems stellt die Discontinuity-Layout-Optimization- (DLO-) Methode dar. Hierbei handelt es sich um eine numerische Methode zur direkten Bestimmung der Traglast, basierend auf dem kinematischen Satz und unter Verwendung linearer Optimierungsalgorithmen. In vorangegangenen Arbeiten wurde die Methodik bereits an typischen nicht ausgesteiften und ausgesteiften Kopfplattenverbindungen mit I-Profilen verifiziert. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist es nun, den Anwendungsbereich der DLO auf zugbeanspruchte Hohlprofile mit Kopfplattenanschlüssen und allseitig angeordneten Schrauben zu erweitern. Diese Anschlüsse können über die EN 1993-1-8 nicht vollständig abgebildet werden, da allfällige globale Fließlinienmuster durch die Norm nicht abgedeckt sind. Daher wurden die berechneten Traglasten durch Versuche verifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die DLO ein geeignetes Mittel zur Berechnung solcher Verbindungen ist und dass die Anwendung, im Vergleich zur FEM, deutlich einfacher und zudem normenkonform ist.

Limit analysis of bolted flange-plate connections in hollow section members using DLO
The calculation of bolted flange-plate connections is ruled in EN 1993-1-8 via the so-called T-stub model. Depending on the deformations, so-called prying forces can occur. These effects are included in the T-stub model but only for a limited number of practical cases. A general solution to this problem is the Discontinuity Layout Optimization (DLO) method. The DLO is a numerical method for the direct determination of the ultimate load, based on the upper bound theorem and by using linear optimization algorithms. In previous research, the methodology has already been verified on typical unstiffened and stiffened end-plate connections with I-sections. The presented investigations aim to extend the application range of the DLO to flange-plate connections in tension with all-sided bolts in hollow section members. These connections are not fully represented by EN 1993-1-8 since global yield line patterns are not covered. Therefore, the calculated ultimate loads were verified by tests. It could be shown that the DLO is a suitable method for calculating such connections and that the application, compared to the FEM, is significantly simpler and conforms to the standard.

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Es wird über 34 Versuche berichtet. Hauptgegenstand der Untersuchungen war der Einfluß des Langzeitverhaltens des Betons auf die Traglast. Kriechen und Schwinden sowie Schwinden allein führten zu einer Abminderung der Traglast verglichen mit der Kurzzeittraglast. Die Bemessungsmethode der DIN 18806 konnte durch Versuche bestätigt werden.

Für I-förmige Biegeträger, die durch Querkraftbiegung beansprucht werden, ist die Traglast allgemein durch das Erreichen des Momentes Mpl im vollplastischen Zustand gegeben. Bei manchen Trägern besteht jedoch die Möglichkeit, daß vorher Biegedrillkricken (früher "Kippen" genannt) auftritt, bei dem sich der gesamte Träger seitlich verformt und um die Stablängsachse verdreht. Andererseits kann auch die Schlankheit einzelner Querschnittsteile so groß sein, daß örtlich Plattenbeulen auftritt. Hier wird die gleichzeitige Wirkung des Biegedrillknickens und Beulens im plastischen Bereich untersucht. Dazu werden Versuche, die an der TU Berlin durchgeführt wurden, beschrieben und Auswertungen zur Bestätigung der vereinfachten Tragsicherheitsnachweise der Stahlbau-Grundnorm DIN 18800 Teil 2 (11.90) durchgeführt.

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Behandelt wird die numerische Ermittlung der Traglast eines axial auf Druck belasteten, an diskreten Punkten schubgestützten Ringträgers baupraktischer Abmessungen. Untersucht wird ein Segment einer imperfekten Kreiszylinderschale für verschiedene Segmentlängen (Stützwinkel) und Wanddicken. Für die Segment-Ränder werden Naviersche Randbedingungen vorausgesetzt. Die anzusetzende Verformung entspricht der Beulfigur des 1. Eigenwertes mit dem maximalen Stich von fmax gemäß DAStRi 013. Die ermittelten bezogenen Tragvergleichsspannungen svu/sF werden in Abhängigkeit vom bezogenen Schlankheitsgrad in Form einer geschlossenen Traglastkurve dargestellt und durch eine empirische Gleichung erfaßt.

Ausgehend von der Zielsetzung einer kostenoptimierten Unterhaltung von bestehenden Bauwerken werden gegenwärtige nationale und internationale Normungsaktivitäten auf dem Gebiet der Bauwerksüberwachung und -bewertung vorgestellt. Ein derzeit in der BAM laufendes Projekt, das sich mit einem Konzept zur Tragfähigkeitsbewertung bestehender Bauwerke und dessen praktischer Umsetzung befaßt, wird inhaltlich beschrieben.

Es wird der Einfluß des nichtlinearen Verhaltens der Verbundfuge zwischen Betonplatte und Stahlträger von Versuchsträgern bei verschiedenen Verdübelungsgraden auf das elastische und plastische Tragverhalten untersucht. Dazu wurde ein Computer-Programm entwickelt, um die elastischen und plastischen Grenzlasten, die Durchbiegung und den Endschlupf zwischen Betonplatte und Stahlträger von Einfeld-Verbundträgern zu ermitteln. Ein Verleich zwischen theoretisch berechneten Werten und Versuchsergebnissen zeigt gute Übereinstimmung.

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Die Regelungen in DIN EN 1993-1-1 zur Tragfähigkeit von Stabquerschnitten werden im Hinblick auf baupraktische Anwendungen und die bisher in Deutschland üblichen Nachweise kommentiert. Unklarheiten werden soweit wie möglich beseitigt und Orientierungshilfen für die Durchführung der erforderlichen Nachweise gegeben. Da die in DIN EN 1993-1-1 enthaltenen Interaktionsbeziehungen bereichsweise zu Bemessungsergebnissen führen, die auf der unsicheren Seite liegen (deutlich mehr als 10 %), werden alternative Nachweisbedingungen angegeben.

Bearing capacity of cross section according to DIN EN 1993-1-1 (part 1).
The rules in DIN EN 1993-1-1 for the bearing capacity of cross sections are commented with regard to practical applications and the common verifications used in Germany. Ambiguities are eliminated as far as possible and guidance for the application of the necessary verifications are given. Due to the fact that the interaction conditions in DIN EN 1993-1-1 are partly on the unsafe side (more than 10 %), alternative verification are recommended.

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Die nach geltenden Vorschriften berechneten Mauerwerksquerschnitte weisen generell ein Verhalten auf, welches auf zusätzliche Tragreserven schliessen lässt. Diese werden auf eine eigentliche nichtlineare Spannungsverteilung sowie das Vorhandensein beschränkter Biegezugspannungen zurückgeführt.

Bericht über Belastungsversuche von Bruchsteinmauerwerk aus Sandsteinen. Es wird das Verformungsverhalten, Riss- und Bruchlasten und der Verformungsmodul untersucht. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Einfluss von eingebetteten Bewehrungsstäben ("Vernadelung") gewidmet.

Es wird ein mechanisches Modell vorgestellt, mit dem das Tragverhalten von Kopfbolzendübeln in Rippenzellen beschrieben werden kann. Unter Berücksichtigung der verschiedenartigen Bruchmechanismen werden halbempirische Traglastformeln hergeleitet. Der Vergleich mit internationalen Scherversuchen zeigt, daß mit den vorgeschlagenen Formeln eine zuverlässige Vorhersage der Traglast möglich ist. Aufgrund statistischer und wahrscheinlichkeitstheoretischer Untersuchungen werden Bemessungswerte hergeleitet.

Horizontal liegende Kopfbolzendübel in dünnen Stahlbetonplatten erzeugen bei der Einleitung ihrer Längsschubkräfte Spaltzugbeanspruchung in Plattendickenrichtung. Für diesen Versagensmodus gibt es bislang in den Regelungen des Verbundbaus keine Angaben zur Dübeltragfähigkeit. Erste Versuchsergebnisse zeigen die Bedeutung der Bewehrung für das Tragverhalten. Sie geben auch Aufschluß über weitere Einflußgrößen wie die Betongüte, den Rand- und Achsabstand der Kopfbolzendübel. Ein Untersuchungsprogramm zur Erfassung der Dübeltragfähigkeit bei typischen Brückenquerschnitten wird vorgestellt.