Um Kaltrisse bei Kehlnähten zu vermeiden, wird in der DIN 18800 Teil 1 empfohlen und in der DS 804 gefordert, Kehlnähte nicht dünner als min a = 2t - 0,5 mm auszuführen. Hier wird der Frage nachgegangen, welche Parameter das Kaltrißverhalten beeinflussen und welche Maßnahmen im Technischen Büro und in der Werkstatt ergriffen werden, um Kaltrisse zu vermeiden. Es wird gezeigt, daß bei den in Deutschland angewendeten Vorgehensweisen in der Werkstatt Bedingungen eingehalten werden, die es nach englischen Vorschriften erlauben würden, wesentlich dünnere Nähte als nach o. g. Formel auszuführen. Ein zwischen technischem Büro und Werkstatt abgestimmtes Konzept dürfte somit den groben Grenzwert für min a überflüssig machen und sich wirtschaftlich lohnen.

Weltweit ist Stahlbeton der meist angewendete Baustoff im Bauwesen. Grundlage einer qualitativ hochwertigen und effizienten deterministischen Analyse ist die nichtlineare numerische Modellierung. Aus der Vielzahl der aktuellen Entwicklungen ist die Beschreibung der Betoncharakteristiken mit dem Microplane-Modell ausgewählt. Die wesentlichen Aspekte und Vorteile der Vorgehensweisen werden vorgestellt und an sehr anschaulichen praktischen Beispielen gezeigt. Die Implementierung der Modelle in kommerzielle Programme ist weit vorangeschritten, sodass eine breite Nutzung zukünftig möglich sein wird. Der vorliegende Beitrag wurde am 19. Okt. 2018 im Rahmen des 22. Dresdner Baustatik Seminars präsentiert.

On the development of the microplane model for the numerical analysis of concrete structures
Reinforced concrete is the most widely used building material in the construction industry worldwide. The contribution deals with the efficient and realistic numerical simulation and, thus, the quality of nonlinear deterministic numerical modeling. From the large number of current developments, the advances in the description of concrete characteristics with the microplane model are selected. The essential aspects and advantages of the procedures are presented and shown in very descriptive practical examples. The implementation of the model in commercial programs is well advanced, so that widespread use will soon be possible.

Zum Nachweis der Tragfähigkeit von Stahlverbundträgern wird häufig die Fließgelenktheorie angewendet. Wenn dabei der Fall eintritt, daß sich das erste Fließgelenk im Feldbereich bildet, müssen dort ausreichend große plastische Verformungen auftreten können, um die volle Momentenumlagerung zur Stütze hin zu gewährleisten. Vor allem darf die Betonstauchung am oberen Querschnittsrand nicht zu einem vorzeitigen Versagen führen. Im Beitrag werden Anforderungen an Verbundträgerquerschnitte formuliert. Damit läßt sich der Gültigkeitsbereich für die Anwendbarkeit der Fließgelenktheorie angeben.

Aufgrund vieler Untersuchungen zur Standsicherheit von Eissporthallen wurde festgestellt, dass diese in unterschiedlichem Maße saniert werden müssen. Die Holzfeuchtigkeit der Tragkonstruktionen betrug meistens langanhaltend über 20 %. Daher wurden Untersuchungen zu den Ursachen hoher Holzfeuchten in Eissporthallen durchgeführt. Eine der Ursachen liegt in dem Strahlungsaustausch zwischen der Hallendecke und der Eisfläche. Zu dieser Problematik wurden Versuche durchgeführt und daraus mögliche Verbesserungsvorschläge für Eissporthallen abgeleitet.

About the humidity problem in ice rinks. After expertising the structural safety of several ice rinks, it was detected that the constructions of several buildings have to be redeveloped. The long lasting wood moisture of the main structure was predominantly over 20 %. Therefore research into the reason of high wood moisture in ice rinks was made. One fact is the exchange of radiation between the ceiling and the ice. This problem was analysed in tests and suggestions for improvement are made.

Es wird der Einfluss des Mehlkorngehalts im Beton auf dessen Frost-Tausalz-Widerstand, auf Schwinden und Kriechen und die Fliessfähigkeit untersucht.

Im AiF-FOSTA-Forschungsprojekt P1020 [1] wurde ein neues Bemessungsmodell für Schweißverbindungen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurde ein Kleinteilversuch an Flachzugproben konzipiert, mit dessen Hilfe verschiedene Einflüsse auf die Festigkeit und das Verformungsvermögen der Nähte untersucht wurden. Hierzu gehören solche aus dem Grund- und Schweißzusatzwerkstoff, der Abkühlgeschwindigkeit und der Anzahl der Schweißlagen. Im folgenden Beitrag werden das Bemessungsmodell und dessen Eingangsparameter beschrieben. Nach einer Charakterisierung der untersuchten Stähle und Schweißzusatzwerkstoffe wird der Kleinteilversuch zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte erläutert. Im Anschluss folgen Parameterstudien, im Rahmen derer wesentliche Einflussgrößen auf die Eigenschaften von Schweißnähten untersucht werden. Auf Basis statistischer Auswertungen werden Schweißnahtfestigkeiten in Abhängigkeit vom Zusatzwerkstoff und der Abkühlzeit t8/5 angegeben.

About the strength and ductility of welds on high-strength steels
In the AiF-FOSTA research project P1020 [1] a new design model for welded joints was developed. In this context, a flat tensile test specimen was developed, to study various influences on the strength and ductility of the welds. These includes such from the base material and filler metal, the cooling rate and the number of weld layers. In the following, the design model and its input parameters are described. After a characterization of the investigated steel grades and welding consumables, the tensile test specimen to determine the mechanical properties of the welds is explained. This is followed by parameter studies in the course of which the main influencing variables on the properties of welds are investigated. On the basis of statistical evaluations, weld strengths are specified as a function of the filler metal and the cooling time t8/5.

WIB-Tragwerke werden häufig als Eisenbahnbrücken mit Einfeld- und Durchlaufträgersystem kleinerer Spannweiten ausgeführt, weil sie ohne Traggerüst ausgeführt werden können. Für die Schnittkraftermittlung und Bemessung dieser Plattentyps werden die anzusetzenden Steifigkeiten und Werkstoffkennwerte in Längsrichtung (Walzträger) und Querrichtung (Stahlbeton) angegeben. Hierbei dürfen die Schnittgrössen und Verformungen nach der linearen Elastizitätstheorie berechnet werden, während sowohl in Längs-(Verbundquerschnitt) als auch in Querrichtung (Stahlbetonquerschnitt) nach dem Traglastverfahren berechnet werden muss.

Vor dem Hintergrund der FE-Berechnungen von Flanschverbindungen werden unterschiedliche Modellierungsmöglichkeiten für Schrauben vorgestellt, die in Abhängigkeit der Genauigkeit der Geometrieabbildung und der Elementierungsfeinheit in Klassen eingeteilt werden. Anhand von exemplarischen Vergleichen von FE-Berechnungen mit Versuchsergebnissen wird aufgezeigt, daß sich mit verhältnismäßig geringem Modellierungsaufwand gute Ergebnisse für Schraubenkräfte, -momente und -verlängerungen erzielen lassen. Außerdem wird verdeutlicht, wie sich das geringe Verformungsvermögen von HV-Schrauben auf Traglastberechnungen von Flanschverbindugen auswirken kann.

Es werden die Grenzen und Möglichkeiten bei der Berechnung von Verbundträgern mit Hilfe der Finite Elemente Methode aufgezeigt. Einen Schwerpunkt nimmt hierbei die numerische Simulation des Stahlbetons ein. Als besonders problematisch erweist sich die Modellierung des Betonverhaltens im Entfestigungsbereich, da numerische Schwierigkeiten aufgrund von mehrdeutigen Lösungen auftreten können. Die Betonmodelle der kommerziellen FE-Programme ANSYS und ABAQUS sowie ein neues Materialmodell, das in das FE-Programm FEAP implementiert wurde, werden zur Berechnung von Verbundträgern eingesetzt und verglichen.

Für die Untersuchung von Konstruktionen wird immer mehr der Computer verwendet. In dieser Veröffentlichung soll ein Weg beschrieben werden, um einen leichten Rahmen einer Typenhalle wirklichkeitsnah mit einem Finite-Elemente-Programm zu analysieren. Dabei werden verschiedene System- und Randbedingungen variiert und der jeweilige Einfluß auf die Traglast ermittelt.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Stahlträgerverbundkonstruktionen können auch im unteren Stützweitenbereich bei Brücken mit bis zu 45 m Stützweite wirtschaftlich sein. Das ist das Ergebnis einer gemeinsamen Entwicklung von Stahlerzeugern, Baufirma und Ingenieurbüro. Entscheidend ist ein hoher Vorfertigungsgrad der Stahlbauteile, die der bauausführenden Firma als "biegesteifer Bewehrungsstahl" zur Verfügung gestellt werden. Über das Entwicklungprogramm und eine Ausführung wird berichtet.

Im 19. Jahrhundert wurden grafische Methoden - 1866 von Carl Culmann als “Graphische Statik” systematisiert und publiziert - dazu benutzt, den Zusammenhang zwischen geometrischer Form und innerem Kräftefluss genauer zu untersuchen. Diese Methoden wurden mehr und mehr durch analytische Verfahren ersetzt, da in den aufstrebenden Ingenieurwissenschaften die leichter zu verarbeitende numerische Berechnung, in Kombination mit physikalischen Experimenten, an Bedeutung gewann, wodurch ein Bedürfnis nach numerischer “Präzision” bestand. Heutzutage können mithilfe von digitalen Werkzeugen auch komplexe dreidimensionale Geometrien dargestellt werden und somit taucht in der Architektur wieder das Interesse an der grafischen Statik auf. Dieses Interesse gründet auf der einfachen und mathematisch präzisen Herangehensweise der grafischen Statik, mit deren Hilfe der Zusammenhang von Kraft und Form diskutiert werden kann. Die laufende Forschung an der ETH Zürich zur Erweiterung der grafischen Statik in die 3. Dimension hat einerseits das Ziel, Limitierungen des zweidimensionalen Culmann'schen Ansatzes zu überwinden, andererseits eine vektorgeometrische, visuelle und damit synthetische Methode zur Untersuchung von dreidimensionalen Kräfteflüssen zu generieren. Dabei ist wichtig, dass der Fokus auf der Betrachtung der Resultierenden und der Erforschung von deren Enstprechung im Raum liegt.

On the extension of graphical statics into the 3rd dimension
In the 19th century methods of graphical statics - systematized and published by Carl Culmann in 1866 - were used to study in more detail the relationship between form and the flow of forces. Historically, they were superseded by analytical methods, due to the relative ease of numerical calculations and the increasing importance of experimentation by the developing discipline of engineering with its need for precision. Nowadays, however, with the availability of digital tools and the possibility of visualization of geometry in 3D space, there is a re-emerging interest in graphic statics within the design process. Therefore, a visual dialogue about the flow of forces based on graphic statics should be fostered because these methods offer a simple yet precise way to discuss the geometrical dependency of form and forces. The research is part of an ongoing process to extend the methods of graphic statics to the third dimension in order to overcome, on the one hand, some of the limitations of Culmann's approach and on the other, to generate a geometrical, visual and thus synthetic method for exploring 3D equilibrium. The focus is on the resultant and on the likeness in space.

Die vor dem Hintergrund der Bundesgartenschau 2019 anvisierte Kapazitätserweiterung der Karl-Nägele-Brücke erforderte die Erweiterung und Ertüchtigung der Bestandskonstruktion. Obwohl erst im Jahr 2004 errichtet, zeigt sich insbesondere hinsichtlich der Nachweise der Betriebsfestigkeit die hier rasant stattgefundene Entwicklung der Bemessungsvorschriften gemäß den aktuellen Normenvorschriften. Die Umsetzung und Lösungsfindungen der vorgenommenen Ertüchtigungsmaßnahmen werden nachfolgend anhand von ausgewählten Beispielen dargestellt und diskutiert. Insbesondere soll hier das Zusammenspiel aus normentechnischen Anforderungen und der praxistauglichen Ausführbarkeit diskutiert werden. Neben dem Vorgehen der eigentlichen Montage werden die ermüdungsgerechte Gestaltung einzelner Details sowie Fragestellungen in Zusammenhang mit dem Stabbogenhängeraustausch erörtert. Hinsichtlich der Vermeidung von Ermüdungseinwirkungen in Form von windinduzierten Schwingungsphänomenen an Stabbogenhängern wird ferner auf die Wirksamkeit von Seilverspannungen eingegangen.

Tied-arch bridge strengthening regarding static/fatigue issues
Within the scope of the Bundesgartenschau 2019 the addition to capacity of the Karl-Nägele bridge focused and the expansion and upgrading of the existing structure was required. Although only erected in the year 2004 the fast development of the design codes especially in the context of the fatigue design gets obvious. The solution process of the required strengthening of the bridge as well as the implementation at the existing structure will be presented and discussed on the basis of selected detail solutions. In particular, the interplay between standard technical requirements and the practicability on site will be emphasized. In addition to the procedure of the actual assembly, the fatigue-oriented design of individual details will be explained and the procedure of the hanger exchange will be presented. With regard to the avoidance of fatigue effect due to wind-induced vibration phenomena, the effectiveness of cable guying between the hangers also will be considered.

Das Bauwerk B 10 Rheinbrücke Maxau ist eine 1966 fertiggestellte Stahlbrücke mit orthotroper Fahrbahnplatte, welche über die Jahre sukzessive instand gesetzt wurde. Durch die stark gestiegene Verkehrsbelastung und damit einhergehender Ermüdungsschäden wurde die Brücke jedoch stark beschädigt, weshalb eine Ertüchtigung aktuell unerlässlich war. Hierbei wird die Fahrbahn erstmalig in Deutschland durch das Aufbringen einer bewehrten stahlfaserverstärkten Platte aus hochfestem Beton (HFB) verstärkt. Der HFB wurde hierbei in einer Schichtdicke von nur ca. 7 cm und einer Mindestbetondeckung von 2 cm ohne zusätzliche Abdichtung an der befahrenen Oberseite maschinell eingebracht. Im vorliegenden Beitrag wird auf das Einbau- und Qualitätssicherungskonzept des verwendeten HFB näher eingegangen und der Ablauf der Ertüchtigungsmaßnahme detailliert beschrieben. Hierbei werden insbesondere die durchgeführten Frisch- und Festbetonuntersuchungen erläutert und die an einer Probeplatte ermittelten Ergebnisse sowie die der beiden Betonierabschnitte eingehend diskutiert. Die gesammelten Erfahrungen zeigen, dass unter Einhaltung der entsprechenden Qualitätssicherungsmaßnahmen der hochfeste Beton erfolgreich und ohne nennenswerte Schwankungen hergestellt und eingebaut werden konnte. Zukünftig ist hierbei eine Regelbauweise denkbar, die unter funktionaler Ausschreibung der Betoneigenschaften eine zielsichere und wirtschaftliche Ertüchtigung orthotroper Fahrbahnplatten ermöglichen kann.

Retrofitting of the Karlsruhe-Maxau Rhine-bridge with high performance concrete
The Karlsruhe-Maxau Rhine-bridge is a steel bridge with orthotropic deck that was completed in 1966. Over the course of the years the bridge has been continuously repaired and maintained. Due to the highly increased traffic load and the accompanying fatigue damage, the bridge was recently in indispensable need of repair and retrofitting. The bridge deck was hereby retrofitted with a thin layer of reinforced high performance concrete (HPC), a first in Germany. Furthermore, the HPC layer is only 7 cm thin, with a minimum concrete cover of 2 cm, and is placed with no additional sealing layer. The following article describes the concrete placement and quality assurance concept used for the HPC and reports on the retrofitting operations. The performed fresh and hardened concrete tests on the test and bridge deck's concrete are hereby discussed in detail. In the light of experience gathered, and with strict compliance to the defined quality assurance measures, the high performance concrete can be produced and placed successfully without significant fluctuation in concrete performance. In future, a standard construction procedure is conceivable which, with functional tendering of concrete properties, can enable an efficient and economical retrofitting of orthotropic bridge decks.

Es ist bekannt, dass das Fertigungsverfahren von Zugstäben mit Endgewinden einen großen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit hat. Der Einfluss des Feuerverzinkens auf die Ermüdungsfestigkeit ist jedoch weniger bekannt. Es werden die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen an geschnittenen, gerollten, gerollt feuerverzinkten und feuerverzinkt gerollten Zugstangen mit Endgewinden präsentiert und diskutiert.

Fatigue of tension rods with hot dipped galvanized threads.
It is known that the manufacturing process of tension rods with threads has a great influence on the fatigue strength. The impact of hot-dip galvanized tension rods on the fatigue strength is less well known. The results of fatigue tests of cut, rolled, rolled hot dipped galvanized and hot dipped galvanized rolled threads will be presented and discussed.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Knuth-Michael Henkel zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbauschrauben wird maßgeblich von Herstellungseinflüssen beeinflusst. In den Bemessungsgrundlagen werden diese Einflussfaktoren, abhängig vom jeweils herangezogenen Regelwerk, sehr uneinheitlich berücksichtigt. Insbesondere für Schrauben großer Durchmesser, wie sie z. B. bei Windenergieanlagen in hoher Stückzahl zum Einsatz kommen, war eine experimentelle Grundlage zur Bewertung verschiedener Einflüsse in der Vergangenheit nur sehr begrenzt verfügbar. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von 20 verschiedenen, größtenteils in der jüngeren Vergangenheit durchgeführten Versuchsserien an drei unterschiedlichen hochfesten Schraubensystemen mit variierenden Herstellungsbedingungen vorgestellt und bewertet. Die Datenbasis streckt sich über einen Durchmesserbereich zwischen M12 und M64 und legt den Fokus auf Versuche mit hohem repräsentativem Mittelspannungsniveau. Die Ergebnisse werden unter Einbeziehung der in der Fachliteratur beschriebenen Erkenntnisse in Bezug auf unterschiedliche Herstellungseinflüsse bewertet und den Regelungen der relevanten internationalen normativen Bemessungsgrundlagen gegenübergestellt. Dabei werden zusätzlich zu den Ergebnissen von Schwingfestigkeitsversuchen ergänzende metallografische Untersuchungen zur Bruchflächengestalt sowie zum Rand- und Schutzschichtzustand herangezogen. Auf dieser Basis werden abschließend Handlungsempfehlungen abgeleitet und ein Ausblick auf weitere zielführende Untersuchungen gegeben.

On fatigue strength of large-size bolt-assemblies in steel constructions under consideration of manufacturing and surface condition related impacts - part 2: evaluation of fatigue tests
Manufacturing related impact factor significantly affect the fatigue strength of bolt assemblies used in steel constructions. The effects are taken into account very inconsistently in the design bases, depending on the normative reference used. Especially for bolt assemblies with large diameters, as they are commonly applied in large numbers at towers for wind energy plants, only a very limited experimental background for assessment of relevant impact factors has been available in the past. This paper presents and evaluates results from 20 different fatigue test series, most of them conducted in the recent past on three different high-strength bolt assembly systems with varying manufacturing conditions. The data base covers a diameter range between M12 and M64 and focuses on test series with high mean stress in a representative order of magnitude for practical application of the bolts. Based on the knowledge given in the relevant literature, the test results are evaluated regarding the impact of different manufacturing related effects. Furthermore, the results are compared to the specifications of the relevant international normative guidelines. In addition to the results of fatigue tests, supplementary metallographic examinations of the fracture surface shape and surface-layer condition behavior are taken into account. On this basis, the paper derives recommendations for future design considerations and gives an outlook on further expedient investigations.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Knuth-Michael Henkel zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbauschrauben wird maßgeblich von Herstellungseinflüssen beeinflusst. In den Bemessungsgrundlagen werden diese Einflussfaktoren, abhängig vom jeweils herangezogenen Regelwerk, sehr uneinheitlich berücksichtigt. Insbesondere für Schrauben großer Durchmesser, wie sie z. B. bei Windenergieanlagen in hoher Stückzahl zum Einsatz kommen, war eine experimentelle Grundlage zur Bewertung verschiedener Einflüsse in der Vergangenheit nur sehr begrenzt verfügbar. Im Teil 1 des vorliegenden Beitrags wird der bisherige Kenntnisstand dargelegt, der die maßgebenden Einflussgrößen auf die Ermüdungsfestigkeit von Schrauben im Stahlbau beschreibt. Hieraus werden von den Verfassern die Grundlagen zur Bewertung von bestehenden und (242) bislang unveröffentlichten Ergebnissen aus Schwingfestigkeitsuntersuchungen an axial belasteten Schraube-Mutter-Verbindungen bis zur Nenngröße M64 abgeleitet, die im Teil 2 dieses Beitrags enthalten sind. Im Vordergrund stehen dabei der Größen- und Randschichteinfluss, der Einfluss der Gewindeherstellung sowie der Beanspruchungszustand aus der ziehenden Anziehpraxis.

On fatigue strength of large-size bolt-assemblies in steel constructions under consideration of manufacturing and surface condition related impacts - part 1: state of knowledge
Manufacturing related impact factors significantly affect the fatigue strength of bolt assemblies used in steel constructions. The effects are taken into account very inconsistently in the design bases, depending on the normative reference used. Especially for bolt assemblies with large diameters, as they are commonly applied in large numbers at towers for wind energy plants, only a very limited experimental background for assessment of relevant impact factors has been available in the past. Part 1 of this paper presents the state of knowledge regarding the decisive influencing variables on the fatigue strength of bolts in steel structures. From this state of knowledge, the authors derive the basis for evaluating existing and (242) previously unpublished results from fatigue tests on axially loaded bolt nut connections up to nominal size M64, which are included in Part 2 of this paper. The focus is on the influence of size and surface layers, the influence of thread fabrication as well as the stress condition from the pulling assembly practice.

Windbelastete Türme aus Stahl weisen vielfach dynamische Beanspruchungswechsel in einer Größenordnung auf, die aus wirtschaftlichen Erwägungen nicht mehr mit quasistatischen Modellen abgebildet werden können, da damit die Materialausnutzung im Grenzzustand der Ermüdung auf das Dauerfestigkeitsniveau beschränkt ist. Im vorliegenden Beitrag wird ein modernes Berechnungsverfahren präsentiert, das die Beanspruchbarkeit im Grenzzustand der Ermüdung auf Betriebsfestigkeitsebene mittels stochastischer Methoden berechenbar macht. Aufgrund der analytischen Formulierung des Berechnungsweges lassen sich auch instationäre Last-Admittanzen, wie sie beispielsweise bei Windenergieanlagen auftreten, mit großem Zeitvorteil gegenüber transienten Verfahren berücksichtigen. Neben einem baupraktischen Anwendungskonzept für die Ermüdungsbewertung einfacher Strukturen werden die Vorzüge der stochastischen Modellbildung auch exemplarisch anhand einer Windenergieanlage aufgezeigt. Die Anwendungsbeispiele demonstrieren die Eignung des Verfahrens für baupraktische Zwecke.

Verification of the fatigue limit state of gust induced structural response of tower constructions.
Tower structures made of steel, show often stress cycle amplitudes due to the wind loading, which cannot be treated by quasi-static models anymore for economic reasons. In the present paper a methodology is described which allows for a detailed verification of the fatigue limit state, using a realistic stress cycle count distribution. Due to the analytical formulation of the approach, it is possible to consider nonsteady load admittance relations, which are present in e. g. in case of wind turbines or structures with cylindrical cross-sections with a low computational effort, compared to transient methods. Besides a practical concept for the verification of simple structures, the advantages of the method are shown exemplary using the example of a wind turbine with lattice tower. The shown examples emphasize the usability for structural problems.

Tragende Bauteile, die veränderlichen Belastungen mit hohen Lastwechselzahlen (N > 104) ausgesetzt sind, müssen ermüdungssicher ausgebildet sein. In komplizierten Strukturen treten im allgemeinen unter äußeren Belastungen mehrachsige Spannungszustände auf. Unter veränderlichen Belastungen verändern sich meist auch die Hauptspannungsrichtungen. Selbst neuere deutsche Regelwerke machen über die Ermittlung und Bewertung der zugehörigen Ermüdungsbeanspruchungen keine brauchbaren Aussagen. Im Beitrag wird ein an den ASME-Code angelehntes Verfahren zur Abschätzung der Ermüdungssicherheit in derartigen Fällen vorgestellt. Das Verfahren ist auch bei heterogen zusammengesetzten Bauteilen mit vielen Nachweisstellen und unter komplizierten Lastbedingungen gut einsetzbar.

Zur Beurteilung des Ermüdungsverhaltens von Werkstoffen wie Beton und Stahlfaserbeton unter zyklischer Beanspruchung konstanter Amplitude haben sich WÖHLERlinien etabliert. Im Einstufen-Schwingversuch wird dabei eine Materialprobe einer zyklischen Beanspruchung bis zum Bruch ausgesetzt und die Anzahl aufnehmbarer Lastspiele logarithmiert als Funktion der Ermüdungslast aufgetragen. In der Literatur existiert eine Vielzahl empirischer WÖHLERlinien für z. B. normal- und hochfeste Betone ohne und mit Faserzusatz unter Schwell- oder Wechselbeanspruchung. Ein universell gültiger Ansatz fehlt hingegen bisher. Im Beitrag wird das Ermüdungsverhalten von Beton und Stahlfaserbeton verglichen und ein energetisches Duktilitätsmaß vorgestellt, das zur Klassifizierung der Betone geeignet ist und eine einheitliche Beschreibung des funktionalen Zusammenhanges von Bruchlastspielzahl und Ermüdungslast ermöglicht. Die mechanische Basis des Duktilitätsmaßes erlaubt zudem insbesondere für zyklisch biegezugbeanspruchte Stahlfaserbetone die gezielte Optimierung ermüdungsrelevanter Parameter wie Fasertyp und -menge. Anhand von Versuchsergebnissen aus der Literatur werden Genauigkeit und Allgemeingültigkeit des neuen Ansatzes verifiziert und an Beispielen vorgestellt.

Fatigue of plain and steel fibre reinforced concrete
To assess fatigue-life of plain and steel fibre reinforced concrete Wöhler- or rather SN-curves are well established. Those curves providing information about logarithmised numbers of cycles until failure as a function of constant amplitude loading can easily be derived via testing. In literature, a huge number of empirical SN approaches are available, valid either for normal or high-performance concrete containing variable amounts of fibres for instance. However, a more general approach is still missing. Subsequently, fatigue life of plain and steel fibre reinforced concrete at constant amplitude loading is contrasted yielding to modified but universally valid SN-curves containing a new toughness index. The mechanically based toughness index is suitable to distinguish between plain and fibre reinforced concrete and allows for the optimization of fibre characteristics like type and dosage to ensure maximum fatigue life. Finally, the presented SN approach is verified using test data from literature. The results are in good accordance on average.

Stahlbetonhochbaudecken sind im Regelfall einer kombinierten Beanspruchung aus Last und Zwang unterworfen. Die hierbei für die Bemessung erforderliche Größe der Zwangkraft kann angesichts ihrer direkten Verknüpfung mit der Steifigkeit nur mithilfe von physikalisch nichtlinearen Berechnungen mit befriedigender Genauigkeit abgeschätzt werden. Für Tragwerksplaner wäre ein solches Vorgehen jedoch mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. In der Praxis ist es daher üblich, an jeder Stelle eines Bauteils den größeren derjenigen Bewehrungsquerschnitte einzulegen, die sich aus Last oder aus Zwang ergeben. Die zur Aufnahme des Zwangs erforderliche Bewehrung wird hierbei basierend auf der Erstrisskraft des jeweiligen Querschnitts gewählt. Dieses Vorgehen ist aber in vielen Fällen unwirtschaftlich und kann auch auf der unsicheren Seite liegen. Im Rahmen des Forschungsprojekts “Ressourcenschonende Reduktion von Bewehrungsstahl in Hochbaudecken” wurde ein Näherungsverfahren erarbeitet, welches eine wirklichkeitsnahe Abschätzung der Zwanglängskraft infolge einer behinderten Schwindverformung erlaubt. Im vorliegenden Beitrag wird das Näherungsverfahren vorgestellt sowie dessen Anwendung anhand von zwei Beispielen erläutert.

Restraint forces in one-way reinforced concrete slabs - An approximate method for the calculation of the restraint forces due to shrinkage
Reinforced concrete slabs are usually subject to a combined action of loads and restrained shrinkage. The relevant restraint forces required for the design however depend on the stiffness and therefore on the formation of cracks in the individual parts of the structure. In order to obtain a realistic estimate of the restraint forces it is necessary to use nonlinear analyses. In practice however it is unacceptable for the designers to perform such time-consuming calculations. It is rather common instead to calculate the required amount of reinforcement for the applied loads and for the restraint forces separately and to apply the larger of both in every spot of the slab. This method often leads to unnecessary large amounts of reinforcement and can still be unsafe concerning the limitation of the crack widths. As part of the research project “Resource-efficient reduction of reinforcement in reinforced concrete slabs” an approximate method was developed which allows for an economical and yet safe estimate of the restraint forces in one-way reinforced concrete slabs. The approximate method is provided in this article and its use is explained by means of two examples.

Für viele bautechnische Profile endlicher Länge unter Windlast ist interessant, wann die Windsoglasten zweidimensional (2D) und wann räumlich dreidimensional (3D) zu ermitteln sind. Hierfür wird ein allgemeingültiges Berechnungsverfahren bereitgestellt. Weiterhin wird aufgezeigt, dass mit der Festlegung des Totwasserunterdrucks am Profilrand auch die geometrische Form der Totwasserzone festgelegt ist.

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