Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der Universität der Bundeswehr München wurde in den vergangenen Jahren in experimentellen und theoretischen Studien der Einfluss von Bewehrung auf das Riss- und Verformungsverhalten von Stahlbetonplatten im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) untersucht. Neben experimentellen Untersuchungen zum Einfluss von senkrecht zur Zugspannungsrichtung angeordneten Bewehrungsstäben auf die Rissbildung in Stahlbetonplattenstreifen wurden auch Versuche an Stahlbetonplatten mit geneigten Bewehrungsnetzen unter ein- und zweiaxialer Biegebeanspruchung durchgeführt. Die Auswertung der Versuchsergebnisse zeigte insgesamt, dass unter speziellen Randbedingungen die senkrecht, aber auch geneigt angeordnete Bewehrung einen signifikanten Einfluss auf das Rissverhalten in Stahlbetonplatten haben kann. Auf Grundlage mechanischer Vorüberlegungen, experimenteller Untersuchungen sowie zusätzlicher numerischer Parameterstudien wurde, basierend auf dem klassischen Rissmodell, ein vereinfachter Ansatz zur Berechnung des Rissabstands und der Rissbreite in Stahlbetonplatten unter Berücksichtigung des Einflusses beliebig orientierter Querbewehrung entwickelt.
Der nachfolgende Beitrag stellt ausgewählte Inhalte der durchgeführten Untersuchungen vor und fasst die wesentlichen Ergebnisse der Forschungsarbeit zusammen. Der Fokus liegt hierbei auf den experimentellen Untersuchungen an Stahlbetonplatten unter einaxialer Biegebeanspruchung.

Influence of transversal reinforcement on the crackin behaviour of reinforced concrete slabs under service load
In the framework of a research project at the Universität der Bundeswehr München, experimental and theoretical studies were conducted to observe the influence of reinforcement on the crack and deformation behaviour of reinforced slabs in the serviceability limit state. Besides experimental investigations on the influence of reinforcement bars, arranged perpendicular to the direction of tensile stress, on cracking in reinforced concrete strips, tests on concrete slabs with inclined reinforcement mesh subjected to uniaxial and biaxial bending load were also conducted. Overall, the evaluation of the test results showed a significant influence of the perpendicular and skewed arranged reinforcement bars on cracking behaviour of reinforced concrete slabs under particular conditions. On the basis of preliminary mechanical considerations, test results and additional numerical parameter studies, an approach to calculate the crack spacing and the crack width in concrete slabs, based on the classical crack model and with taking the influence of arbitrary reinforcement direction into account, was developed.
The following article presents selected contents of the conducted investigations and summarizes the essential results of the research project. The focus is on experimental investigations on slabs under uniaxial bending load.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Die Entwicklung in der Offshore-Windenergie hin zu größeren, leistungsstärkeren Anlagentypen sowie die zeitgleich zunehmenden Wassertiefen der projektierten Windparks stellt u. a. Designer und Fertiger der Gründungsstrukturen der Windenergieanlagen vor wachsende Herausforderungen. Neben dem Gründungskonzept mittels XL-Monopiles rückt auch die Jacketgründung wegen der Kombination aus dem vergleichsweise geringen Materialverbrauch bei gleichzeitig hoher Steifigkeit in den Fokus. Der Fertigungsaufwand der Jackets ist verglichen mit Monopiles groß, kann jedoch durch die Kombination aus Standardrohren mit automatisiert gefertigten Jacketknoten reduziert werden. Vor diesem Hintergrund befasst sich dieser Beitrag mit der Prozesskette der automatisierten Fertigung von Hohlprofilknoten inklusive der Digitalisierung relevanter Fertigungsparameter sowie der optischen Erfassung der Schweißnahtgeometrie durch einen Linienlaser. Des Weiteren wird eine Methodik zur Analyse der gescannten Schweißnahtgeometrie anhand von drei Referenzstellen eines X-Knotens vorgestellt, mit der sowohl die Kerbradien als auch die Nahtanstiegswinkel bestimmt werden können. Abschließend werden die Geometrieparameter beim Ermüdungsnachweis nach dem Kerbspannungskonzept berücksichtigt und ihr Einfluss durch einen Vergleich mit dem Strukturspannungskonzept auf Basis äquivalenter Spannungskonzentrationsfaktoren quantifiziert.

Automated manufacturing of tubular joints for jacket support structures - Description of the welding process chain as well as integration of the process parameters within the fatigue design.
The development within the offshore wind energy sector towards more powerful turbines combined with increasing water depth for new wind parks is challenging both, the designer as well as the manufacturer of support structures. Besides XL-monopiles the jacket support structure is a reasonable alternative due to the high rigidity combined with low material consumption. However, the effort for manufacturing of the hollow section joints reduces the economic potential of jacket structures significantly. Therefore, a changeover from an individual towards a serial production based on automated manufactured tubular joints combined with standardized pipes has to be achieved. Hence, this paper addresses the welding process chain of automated manufactured tubular joints including digitization of the relevant manufacturing parameters such as laser scanning of the weld seam geometry. Additionally a methodology for the computation of the notch radius as well as the weld seam angle is presented based on the scanned profiles of three analysis points of an automated manufactured tubular X-joint. Subsequently, these parameters are considered within the notch stress approach based fatigue design and their impact is quantified by a comparison with the structural stress approach using equivalent stress concentration factors.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Fertigteilbauweisen für die Herstellung der Fahrbahnplatten von Verbundbrücken konnten sich bei kleineren Brücken bereits durchsetzen. Verschiedene Bautypen wurden entwickelt: die VFT-Bauweise, die Halbfertigteilbauweise, die Ganzfertigteilbauweise. Im Großbrückenbau ist die Anwendung, zumindest in Deutschland, bisher auf einzelne Fälle beschränkt geblieben und eine abgeschlossene Stufe der Entwicklung noch nicht erreicht.
Die Ganzfertigteilbauweise, wie sie bei der Bahretalbrücke eingesetzt wurde, stellt eine Möglichkeit dar, die Vorteile der deutlich schnelleren Herstellung der Fahrbahnplatte im Großbrückenverbundbau effektiv zu realisieren. Besonderes Augenmerk ist bei der Bemessung und Konstruktion auf die Rissproblematik zu legen. Die hier aufgetretenen Rissbildungen begründen sich durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften und Herstellungszeitpunkte der Fertigteile und der Ortbetonergänzungen. Mit Hilfe des baubegleitenden Messprogramms für die Bahretalbrücke konnten die Rissbildungen sowie insbesondere die Spannungen in den Anschlussbewehrungen der Fertigteile gut nachvollzogen werden. Letztere liegen aufgrund des “Sammelrisseffektes” deutlich über den Spannungen der Ortbetonbewehrung und können nicht einfach am Zustand II-Querschnitt berechnet werden. Zusammenfassend kann für die Bahretalbrücke eine gute Beurteilung der Bauweise gegeben werden.

Prefabricated elements for the floor system of Bahretalbridge.
The construction of floor systems of composite bridges, using prefabricated elements in concrete, could already achieve acceptance for smaller bridges. Different types were developed: VFT-types, semi-precast construction, precast construction. So far there are only a few cases of prefabricated elements in concrete for bigger bridges in Germany. Using the precast construction presents a possibility to produce floor systems faster and more effective, as done with the Bahretalbridge.
Special attention is to be turned to the calculation and construction of the crack formations. The crack formations seen in this particular construction happened because of the different material property and the production time of the prefabricated elements as well as the addition of floor systems. During the construction progress several measurements helped to understand the appearance of the crack formations. The stresses of the reinforcement between prefabricated elements and the in-situ concrete are much higher due to the effect of accumulated cracks. Summarizing the construction of the Bahretalbridge was done in a decent way and deserves a positive evaluation.

Bei der Bemessung von Krankonstruktionen sind in der Regel die Ermüdungsnachweise maßgebend. Einige Anschlüsse der im Kranbau üblichen Konstruktionsdetails können jedoch für die Anwendung des Nennspannungskonzeptes nicht in die in den Normen vorhandenen Kerbfallkataloge eingeordnet werden. Dies ist insbesondere bei geschweißten Bauteilen der Fall. Daher wurde in engem Kontakt mit der Industrie eine Auswahl derjenigen kranspezifischen Konstruktionsdetails identifiziert, für die der dringlichste Bedarf nach genormten Ermüdungsfestigkeitswerten gesehen wurde. Im Rahmen des FOSTA-Projektes P 512 wurden für diese Details Dauerfestigkeitsversuche durchgeführt, so daß konkrete Vorschläge für die Einordnung in die Kerbklassen nach Eurocode 3 gemacht werden konnten.
Darüber hinaus wurden Versuche an bekannten Kerbdetails aus hochfesten Stählen durchgeführt. Eine generelle Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit gegenüber normalfesten Baustählen konnte nicht festgestellt werden. Details mit geringerer Kerbschärfe verhalten sich jedoch aufgrund der höheren Sorgfalt beim Schweißen hochfester Stähle gutmütiger und können höher eingeordnet werden.
Das Projekt P 512 wurde durch die Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, gefördert und im Auftrag der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. durchgeführt.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Adaptive Tragwerke sind mit Verschiebungen und Kräfteumlagerungen in der Zeit verbunden. Als Ziel der Adaption bzw. der Kräfteumlagerungen wird in der einschlägigen Literatur die gleichmäßige volle Ausnutzung des Materials definiert. Die gleichmäßige volle Ausnutzung des Konstruktionsmaterials wird seinerseits mit der Effektivität des Leichtbaus verknüpft.
Im vorliegenden Aufsatz analysiert der Autor zunächst aus Sicht der Baustatik den Adaptivitätsmechanismus anhand des aus der Literatur bekannten selbstanpassenden Tragwerks: Stuttgarter Träger. Durch den Adaptivitätsmechanismus, bestehend aus Sensoren und Aktuatoren, manipulieren die Erfinder des Stuttgarter Trägers die inneren und äußeren Kräfte anhand eines Modells (Computermodell und gebautes Miniaturmodell).
Im Anschluss werden Grundlagen der linearen Theorie der Kräfteumlagerungen in Tragwerkssystemen aufgezeigt. In diesen Systemen wird die Steuerung der Kräfteumlagerungen dem Material selbst überlassen.

Adaptive structures
Adaptive structures are associated with shifts and force redistributions over time. Relevant literature defines the even full utilization of material as the aim of the adaptation respectively the force redistributions. The even full utilization of construction material itself is linked to the effectiveness of lightweight construction.
In the present essay, the author first analyses the adaptive mechanism from a statics viewpoint using the self-adapting and from literature known supporting structure Stuttgarter Träger. Through the adaptive mechanism, consisting of sensors and actuators, the inventors of the Stuttgarter Träger manipulate the internal and external forces based on a model (computer model and built miniature model).
Subsequently, fundamentals of the linear theory of force redistribution in structural systems are shown. In these systems the control of force redistributions is left to the material itself.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Der Anwesenheit kalklösender Kohlensäure in Böden bzw. Grundwasser führt zu einer zeitabhängigen Verminderung der Tragfähigkeit von Verpreßankern durch chemischen Angriff auf den Injektionsmörtel. Der Beitrag beschäftigt sich mit der experimentellen Bestimmung dieses lösenden Angriffs und dessen Einfluß auf das Scherverhalten von korrodierten Zementsteinoberflächen. Dafür mußte ein spezielles Schergerät entwickelt werden. Es wurden zunächst reine Umströmungsversuche an Zementkörpern, gelagert sowohl in Wasser als auch in Böden, zur Bestimmung der Dicke der korrodierten Randzone in Abhängigkeit von der Konzentration an kalklösender Kohlensäure, der Zeit und der Durchlässigkeit des anstehenden Bodens durchgeführt. Dabei zeigt sich, daß der Korrosionsfortschritt zum Teil diffusionsgesteuert abläuft. Anschließend wurden Kastenscherversuche an korrodierten Zementkörpern durchgeführt, um die Abnahme der Scherfestigkeit in Abhängigkeit vom Korrosionsfortschritt zu bestimmen. Dies ergab, daß die Reibungswinkel trotz größer werdender Korrosionstiefe nur bis zum Erreichen eine Grenzwertes abnehmen. Das Dilatanzverhalten bleibt durch die korrodierte Randzone unbeeinflußt.

In dieser Arbeit werden aus den Grundformeln (1) bis (6) Arbeitsformeln abgeleitet, die es erlauben, ein PC-Programm für Kreisplatten auf elastischer Bettung und Stützung unter rotationssymmetrischer Belastung zu schreiben. Dabei wird die Platte in konzentrische Bereiche unterteilt, Bereiche, die sich durch Geometrie, Belastung oder Stützung ergeben. Innerhalb eines Bereiches sind Biegesteifigkeit, Belastung und Bettung konstant. Werden Bettungszahlen oder (und) Biegesteifigkeiten sehr klein gemacht, so können auch gewöhnliche Kreisplatten bzw. Kreisringplatten berechnet werden. Um eigene Programme testen zu können, werden einige Zahlenbeispiele angegeben.

Keine Kurzfassung verfügbar.

The present paper summarizes the findings of an experimental programme to investigate a strengthening/repair technique through the introduction of a new RC layer to an existing slab. Six RC slabs, composed of twelve cantilever and six interior spans, were tested under monotonic transverse loading. The behaviour of statically determinate cantilever spans and indeterminate interior spans was examined by comparing the test results of these specimens to the results of reference slabs, in which the existing and additional layers were cast monolithically. The influences of recovering the permanent slab deformation before repair and the spacing of the shear connectors between the existing and additional layers were investigated. The tests indicated that recovering the permanent deformations of a slab before repair substantially reduces its rigidity while having little influence on the ultimate load. Furthermore, debonding of the reinforcement was observed to considerably decrease the load capacities and rigidities of the slabs.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.