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Im süddeutschen Raum sind viele Kirchen von flachen Putzdecken überspannt. In den vergangenen Jahren kam es vermehrt zu Teilabstürzen an diesen Decken. Konstruktive Mängel bei der Herstellung oder statische Mängel am Tragwerk können Gründe hierfür sein. Darüber hinaus lassen die verwendeten Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften auf einen Alterungsprozess schließen. Um diesen nachzuweisen, wird ein statisches Modell aufgebaut und die Beanspruchung infolge Quellen, Schwinden und Temperaturänderungen als Last aufgebracht. Die Berechnungen zeigen, dass es hierdurch zu Spannungen in der Putzdecke kommt. Durch das Schwinden der Holzlatte entstehen zwischen Holz und Putz nicht aufnehmbare Zugspannungen, sodass es zum Abriss des Putzes von der Latte kommt. Hierbei lösen sich Putzpartikel, die in den Zwischenraum zwischen Holz und Steg fallen. Beim Quellen der Holzlatten entstehen Druckspannungen senkrecht zum Steg. Die Putzpartikel im Zwischenraum behindern das Quellen, wodurch Spaltzugkräfte entstehen, die zu einer Rissbildung führen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei barocken Putzdecken jährlich über einen Zeitraum von ca. 300 Jahren. Es kommt zu einem stetigen Anstieg der Spannungen, sodass von einem Alterungsprozess der Putzlattendecken gesprochen werden kann.

Aging of baroque plaster lath ceilings
In southern Germany, many churches are spanned by flat plaster ceilings. In recent years, there have been an increasing number of partial collapses of these ceilings. Constructional deficiencies during manufacture or static defects in the supporting structure may be the reasons for this. In addition, the materials used with very different properties indicate an ageing process. In order to prove this, a static model is constructed and the deformations due to swelling, shrinkage and temperature changes are applied as a load. The calculations show that this leads to stresses in the plaster corner. The shrinkage of the wooden lath causes tensile stresses between the wood and the plaster that cannot be absorbed, so that the plaster is torn off the lath. This causes plaster particles to come loose and fall into the space between the wood and the lath. When the wooden battens swell, compressive stresses occur perpendicular to the web. The plaster particles in the interstice hinder the swelling, causing splitting tensile forces that lead to the formation of cracks. This process is repeated annually in baroque plaster ceilings over a period of about 300 years. The stresses increase steadily, so that one can speak of an ageing process of the plaster lath ceilings.

Zum Erreichen niedrigerer Geräuschemissionen und höherer Sprachverständlichkeit reicht der Einbau üblicher Akustikdecken und Teppichböden i. a. nicht aus. Will man für Unterhaltungen zwischen mehreren Gesprächspartnern in kleinen Räumen ein angenehmes akustisches Ambiente schaffen oder für ein ungestörtes Arbeiten in Großraumbüros durchdringendes Dröhnen vermeiden, so sollte man tief abgestimmte Schallabsorber einbauen. Am Beispiel eines 94 m x m großen Büroraumes wird vorgeführt, wie man mit einer nur 100 mm tiefen Auskleidung der Decke und von Teilen der Wände sowie akustisch gestalteten Schränken zu einer optimalen Raumakustik kommen kann, die sogar die Abhörbedingungen in professionellen Audioräumen erfüllt.

Über Leben und Wirken des englischen Mathematikers und Astronomen George B. Airy, auf dessen Arbeiten u.a. die Lösungen der Differentialgleichungen der Scheibentheorie gründen.

Bei der Verklebung von Wärmedämmverbundsystemen auf Holzwerkstoffplatten im Holzrahmenbau kam es in der Vergangenheit zu Adhäsionsversagen. Die Schadensursachen waren bisher mangels systematischer Untersuchungen unklar. In diesem Beitrag wird der versuchstechnisch nachgewiesene Zusammenhang zwischen der Topografieänderung der Holzwerkstoffoberflächen bedingt durch den Feuchteeintrag nach dem Aufbringen des Klebemörtels und der Adhäsionsfestigkeit der Klebemörtel in Abhängigkeit von deren Rezeptur dargestellt und erläutert. Auf der Grundlage dieser Untersuchungen werden normierte Adhäsionsprognosen abgeleitet, mit denen die Haftzugfestigkeit auf den gängigen Holzwerkstoffoberflächen prognostiziert werden kann.
In weiteren im Beitrag dargestellten Untersuchungen stellt sich die klimatisch bedingte jahreszeitliche Feuchtegehaltsschwankung des Holzwerkstoffs als maßgebliche Beanspruchung des Haftverbundes heraus. Abhängig von der Klebemörtelrezeptur wird daher eine zulässige Feuchteamplitude für Holzwerkstoffe abgeleitet. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen eine wissenschaftlich begründete Beurteilung des Haftverbundes zwischen Klebemörteln und Holzwerkstoffen und münden in Empfehlungen für die Ausführung von Wärmedämmverbundsystemen im Holzrahmenbau.

Verfahren zur Bestimmung des Setzungsverhaltens von Gründungen auf einer Rüttelstopfverdichtung unter Berücksichtung des Eigengewichts von Boden und Säule und der Volumenunbeständigkeit des Säulenmaterials. Es werden Tafeln vorgestellt, die es erlauben die Setzung begrenzter Fundamente auf Rüttelstopfverdichtung abzuschätzen.

Es wird ein kombiniertes Finite-Elemente-Übertragungsmatrizen-Verfahren zur nichtelastischen Berechnung der Wellenausbreitung in dynamisch beanspruchten Seilen angegeben. Die Übertragungsmatrix wird aus der Steifigkeitsmatrix des Finite-Elemente-Verfahrens hergeleitet. Für die Zeitintegration werden die direkten Zeitintegrationsmethoden angewandt. Die geometrische Nichtlinearität wird nach der "Pseudo Force Methode" berücksichtigt. Die Materialnichtlinerität wird nach der "Initial Streß Methode" simuliert. Dabei wird die von Mises-Fließbedingung in Verbindung mit dem Spannung-Verzerrungsgesetz von Prandtl-Reuss verwandt. Die Lösungen werden für jede neue Zeitstufe mittels einer modifizierten Newton-Raphson-Iteration gefunden. Die Probleme der Wellenausbreitung und Wellendämpfung in den Seilen bei verschiedenen dynamischen Belastungen werden numerisch behandelt und ausgewertet.

Während des zweiten Weltkriegs wurden über Deutschland ca. 1.400.000 t Bomben abgeworfen. Sofern die Gefährdungsabschätzung einen Kontaminationsverdacht bestätigt, muss im Zuge des Räumkonzepts der Gefährdungsbereich bzw. die sichere Entfernung abgeschätzt werden. Für zivile Anwendungsbereiche wie die Kampfmittelräumung ist ein Hilfsmittel wünschenswert, anhand dessen der Gefährdungsbereich bzw. die sichere Entfernung. Außerhalb der ein Gebäude unbeschädigt bleibt, schnell und einfach abgeschätzt werden kann. Die Vorgehensweise zur Entwicklung eines solchen Hilfsmittels wird beispielhaft für oberflächennahe, unterirdische Explosionen mit einer Ladungsmasse von 125 kg TNT, einem trockenen Sand als Baugrund, flachgegründete Gebäude ohne Kellergeschoss und Ladungstiefen von 0,5 bis 2 m vorgestellt.

Estimating the safe distance from underground explosions
During World War II about 1,400,000 tons of bombs were dropped over Germany. If the hazard assessment confirms a suspicion of contamination, the danger zone or the safe distance must be estimated in the course of the clearing concept. For civilian applications such as clearing of ordnance, a tool is desirable to estimate quickly and easily the hazard area respectively the safe distance outside which a building remains undamaged. The procedure for developing such a tool is exemplified for near-surface, underground explosions with a charge of 125 kg TNT, dry sand as foundation soil and a building with shallow foundation without basement and charge depths of 0.5 to 2 m.

Um die Gebrauchsfähigkeit von Kranen rechnerisch nachzuweisen, ist die Abschätzung der Kräfte aus der Spurführung notwendig. Hierzu wird in den einschlägigen Normen (DIN, ISO) ein Rechenmodell angegeben, das die Eigenschaften der abzubildenden Krane erheblich einschränkt. Vorgestellt wird ein fahrmechanisches Modell, das mit einer geringen Zahl einschränkender Annahmen auskommt. Das Modell wird anhand eines Beispiels erläutert und mit dem herkömmlichen Modell verglichen.

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Der Aufsatz beinhaltet die Abschätzung der Betriebssicherheit von Straßen- und Eisenbahnbrücken, bei denen die Entwurfsdokumentation nicht erhalten und eine genaue Bestandsaufnahme der Konstruktion und der Ausstattung nicht möglich ist. Für die Elemente solcher Brücken wird die zulässige Verkehrsbelastung durch eine stochastische Erfassung der statischen Analyse ermittelt. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Querschnittstragfähigkeit des untersuchten Elements und die Schnittkräfte unabhängige Zufallsvariablen sind. Dies ermöglicht die Anwendung der Parameteranalyse. Im Aufsatz werden Brückenfelder analysiert, deren Konstruktion und Ausstattung nach dem Bau nicht geändert worden sind. Die vorgestellten Lösungen bilden die Basis eines computergestützten Informationssystems zur Abschätzung der Tragfähigkeit von alten Eisenbahnbrücken.

Unserem Freund und Kollegen Herrn Prof. Dr. Eur.-Ing. Ram Puthli gewidmet
Die Verwendung von Stählen mit Streckgrenzen bis zu fy = 690 N/mm2 (S690) für geschweißte Hohlprofilknoten wird derzeit aufgrund des Fehlens ausreichend abgesicherter Bemessungsregelungen behindert. Die Bemessungsempfehlungen der DIN EN 1993-1-8 basieren auf experimentellen und numerischen Untersuchungen unter Verwendung der allgemeinen Baustähle S235H und S355H. Auf Grundlage weniger detaillierter Untersuchungen über das Tragverhalten von Hohlprofilknoten aus hochfesten Stählen ist für Knoten aus Querschnitten mit einer Streckgrenze zwischen 355 N/mm2 < fy ≤ 460 N/mm2 eine Abminderung auf 90 % des Bemessungswerts des Knotenwiderstands in der DIN EN 1993-1-8 enthalten. In der DIN EN 1993-1-12 wird die Abminderung für Knoten aus Querschnitten mit noch höherfesten Stahlsorten mit Streckgrenzen zwischen 460 N/mm2 < fy ≤ 700 N/mm2 sogar auf 80 % reduziert. Für Knoten aus derart hochfesten Querschnitten sind jedoch keine systematischen Untersuchungen bekannt. Beide Abminderungsbeiwerte sind von der Geometrie der Knoten und von der Beanspruchungsart unabhängig.
Im Rahmen des von der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) geförderten Projekts P715 und des dem Comité International pour le Développement et l'Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT) geförderten Projekts 5BT wurden erforderliche Abminderungen ermittelt und auf Einflüsse der Streckgrenze und der Knotengeometrie hin überprüft.

About the reduction of the joint bearing capacity of high strength circular hollow section.
The use of high strength steels with yield strengths up to fy = 690 N/mm2 (S690) for welded hollow section joints is hampered due to the lack of adequate provisions in design standards. The design recommendations of DIN EN 1993-1-8 are based on experimental and numerical investigations using steel grades S235H or S355H. Based upon the few detailed experimental investigations available dealing with the load carrying behavior of connections made of high strength steels DIN EN 1993-1-8 gives a reduction factor of &agr; = 0.9 to the design formulae for joints made of steels with yield strengths 355 N/mm2 < fy ≤ 460 N/mm2. In DIN EN 1993-1-12 this reduction factor is further reduced to &agr; = 0.8 for joints with yield strengths 460 N/mm2 < fy ≤ 700 N/mm2 without any testing results. Both reduction factors are independent of the geometry and type of loading of the joints. In the framework of two research projects funded by the Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) and the Comité International pour le Développement et l'Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT) the necessary reduction factors are verified.

Es wird die Verwendbarkeit zweidimensionaler Strömungsfunktionen zur Behandlung des Überfallproblems (freier Überfall mit Kreisformgrundriss und Kelchüberfall für den Fall des Bemessungsabflusses) allgemein aufgezeigt. Die Berücksichtigung des Einlaufverlustes erlaubt es, den Zusammenhang zwischen angenommener Potentialströmung im Bereich des Überfallscheitels und der tatsächlichen Strömung im Überfallstrahl herzustellen.

Beim Stabilitätsnachweis der axialgedrückten Kreiszylinderschale ist es allgemein üblich, in zwei Schritten unter Verwendung des schlankheitsabhängigen Abminderungsfaktors a die Traglast zu bestimmen. Es wird gezeigt, daß sich die Traglast auch in einem Schritt - a-frei - ermitteln läßt. Dieses Bestimmungskonzept entspricht dem beim Stabknicken im Teil 2 der DIN 18800 unter Benutzung der Europäischen Knickspannungslinien vorgesehenen Verfahren. Da auch das Plattenbeulen nach diesem Bemessungsverfahren im Teil 3 der DIN 18800 behandelt werden soll, wären in Zukunft für alle Stabilitätsfälle der DIN 18800, unter Einschluß des für das Schalenbeulen geplanten Teils 4, einheitliche Bemessungen möglich. Es werden bei Beschränkung auf den im Bauwesen üblichen Anwendungsbreich Vorschläge von einfach zu handhabenden Formeln für das Schalenbeulen gebracht, im Vergleich mit der DASt-Richtlinie 013 und den ECCS-Recommandations 4.6.

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Es wird die Beanspruchbarkeit von zweischnittigen Einschraubenverbindungen auf Lochleibung untersucht. Die Lamellen versagen auf drei verschiedene Arten. Die Versagensart und die Traglast zeigen sich in erster Linie von den Randabständen, der Blechdicke und der Zugfestigkeit des Lamellenmaterials abhängig, während der Schraubendurchmesser nur geringen, das Lochspiel und die Festigkeit der Schraube keinen Einfluß haben. Es werden Bemessungsgleichungen entwickelt und charakteristische Werte für die 5%-Fraktilen der Traglast abgeschätzt. Diese werden mit Regelungen der DIN 18 800 Teil 1 (3.81), der DASt-Ri 011, des EC 3, der SIA 161 und dem Entwurf DIN 18 800 Teil 1 verglichen.

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Große Teile Deutschlands und auch weite Teile Europas sind sehr dicht besiedelt. Dies führt dazu, dass Wohngebäude, in denen sich Menschen aufhalten, und Bürogebäude, in denen Menschen arbeiten, immer häufiger durch Erschütterungsereignisse in der näheren Umgebung betroffen sind. Andererseits besteht eine wachsende Erwartung, dass Menschen in Wohn- und Bürogebäuden nicht durch Erschütterungen gestört werden.
Ob Erschütterungen als störend wahrgenommen werden, hängt dabei stark mit der menschlichen Physiologie sowie dem Frequenzgehalt und der Dauer der einwirkenden Erschütterungen zusammen. Um dennoch zu einer zuverlässigen Beurteilung zu kommen, ist daher ein Auswerteverfahren erforderlich, dass diese Aspekte berücksichtigt und verbindliche Grenzwerte festlegt.
In diesem Bericht wird zunächst das Vorgehen zur Beurteilung der Zumutbarkeit von Erschütterungen auf Menschen in Gebäuden erläutert. Anschließend wird die Beurteilung der Zumutbarkeit von Erschütterungen aus vier verschiedenen Einwirkungsquellen anhand von vier ausgewählten Projekten vorgestellt. Die Erschütterungsquellen, die dabei zu berücksichtigen waren, umfassen Erschütterungen aus Baustellenbetrieb, aus Produktionsabläufen der Schwerindustrie, aus Straßenverkehr und aus Seilbahnbetrieb. Die Beurteilung der Zumutbarkeit der Erschütterungen nach den jeweiligen länderspezifischen Normen wird in diesem Bericht erläutert.

Das Bauwesen ist einer der großen Einflussbereiche zur Verringerung des Klimawandels. Im Bausektor, wie auch in anderen Sektoren, ist man zunehmend gefordert, den ökologischen Fußabdruck möglichst gering zu halten. Um diesen Fußabdruck überhaupt definieren zu können, wird z. B. bei der Planung nachhaltiger Gebäude das Instrument der Ökobilanz angewandt. Hierbei fließen die Umweltwirkungen des Gebäudebetriebs sowie der Bereitstellung der verwendeten Baustoffe zur Errichtung eines Gebäudes ein. Letzteres wird in diesem Beitrag verfolgt. Mittels transparenter sowie quantifizierter Darstellung der Umweltwirkung von Baustoffen auf Bauteilebene lassen sich Vergleiche zu anderen zur Auswahl stehenden Bausystemen ziehen. Einer anschließenden Beurteilungsgrundlage können dabei der gesamte Lebenszyklus, aber auch nur Teilabschnitte dessen dienen. Hierbei wird zwischen den Modellen “Cradle to Gate”, “Cradle to Grave” und “Cradle to Cradle” unterschieden. Unter Anwendung der drei Modelle werden in einem Vergleich von Deckensystemen die Treibhauspotenziale und die Primärenergiegehalte gegenübergestellt.

LCA comparison at component level
The construction industry is one of the major spheres of influence for reducing climate change. In the construction sector, as in other sectors, there is an increasing demand to keep the ecological footprint as small as possible. In order to be able to define this footprint at all, the instrument of life cycle assessment is used, for example, when planning sustainable buildings. This takes into account the environmental impacts of building operation as well as the provision of the building materials used to construct a building. The latter is pursued in this paper. By means of a transparent and quantified presentation of the environmental impact of building materials at the component level, comparisons can be made with other available building systems. The entire life cycle or only parts of it can be used as a basis for subsequent assessment. A distinction is made between the models “cradle to gate”, “cradle to grave” and “cradle to cradle”. On the basis of a comparison of slab systems, this article shows and explains life cycle assessments for these three models and interprets the differences.