Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten im Bauingenieurwesen sind z.B. die thixotropen Flüssigkeiten wie Bentonit und die in der Injektionstechnik verwendeten Suspensionen, deren Strömungsverhalten nicht mit den Methoden der Hydromechanik behandelt werden können.

In Bautechnik 78 (2001), H. 5 wurde über ein visuelles Fehlerkriterium berichtet, welches dem Anwender qualitative Aussagen über die Verteilung des Fehlers bei der Schnittgrößenermittlung mit der Methode der finiten Elemente liefert. In diesem Aufsatz soll eine Erweiterung dieses Fehlerkriteriums für Platten vorgenommen werden. Die praktische Anwendbarkeit des vorgestellten Fehlerbildes wird anhand ausgewählter Beispiele gezeigt.

In diesem Aufsatz wird über ein visuelles Fehlerkriterium berichtet, welches dem Ingenieur Aufschlüsse über die Größe und die Verteilung des Fehlers bei der Schnittgrößenermittlung mit finiten Elementen liefert. Mit Hilfe des vorgestellten Fehlerbildes kann insbesondere die Frage beantwortet werden, wann bei der Bemessung von Scheiben Punktwerte der Spannungen verwendet werden können und wann integrale Schnittkräfte entlang eines definierten Bereiches sinnvoller erscheinen. Einige ausgewählte Beispiele dokumentieren die Leistungsfähigkeit des Fehlerbildes.

Die numerische Simulation aktueller Problemstellungen in der Geotechnik erfordert Stoffgesetze, die das Spannungs-Dehnungsverhalten von Sand realitätsnah beschreiben. In Bezug auf monotone Lasten sind mit bestehenden Modellierungsansätzen bereits sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Das Materialverhalten bei zyklischer Beanspruchung ist jedoch außerordentlich komplex. Selbst die derzeit leistungsfähigsten Stoffgesetze können nur einzelne Aspekte abbilden. Daher ist weitere Forschungsarbeit dringend erforderlich.
Vor diesem Hintergrund stellt der Beitrag ein Stoffgesetz für Sand vor, das auf der Grenzflächenplastizität sowie dem Konzept kritischer Zustände basiert. Es kann das Verhalten des Bodens für komplexe zyklische Belastungspfade über eine breite Spanne von Dichte- und Spannungszuständen mit einem einzigen Parametersatz abbilden. Die Funktionsweise des Stoffgesetzes wird im Beitrag konzeptionell dargestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation zyklischer undränierter Triaxialversuche werden den Ergebnissen entsprechender Laborversuche gegenübergestellt. Der Vergleich liefert eine gute Übereinstimmung. Die Eignung des Stoffgesetzes für den Einsatz in komplexen numerischen Simulationen wird anhand eines Berechnungsbeispiels gezeigt. Hierfür wurde ein Staudamm gewählt, der durch einen Erdbebenzeitverlauf an der Basis angeregt wird. Abschließend werden im Beitrag Ansätze zur Weiterentwicklung des Stoffgesetzes aufgezeigt.

Modeling the behavior of cyclically loaded sands by means of a bounding surface plasticity model
Thanks to contemporary information processing technology it is possible to numerically solve complicated geotechnical boundary value problems that involve cyclic loading. In order to obtain reliable and realistic simulation results one has to utilize an efficient and powerful constitutive model for the soil. Vast amounts of such models have been developed during the past five decades. Nevertheless, a sufficiently comprehensive model is still missing, especially with regard to sands.
This article aims at presenting a model for sands which currently seems to be one of the most promising. The model is based on the principles of bounding surface plasticity and critical state soil mechanics. With a single set of material constants, the model is able to reproduce the stress strain behavior of sands over a broad range of stresses and densities for monotonic as well as for cyclic loading paths. The article depicts the modeling approach in detail. The capabilities of the model are illustrated by simulating cyclic laboratory tests and the response of a reservoir dam to earthquake loading. After that the models shortcomings are analyzed and further developments are being discussed.

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Ausgehend von der Platten- und Scheibentheorie werden Lösungsansätze abgeleitet, die ohne Fourier-Reihenentwicklung das Umlagerungsverhalten von geraden Platten bei in Querrichtung veränderlicher Längsvorspannung zeigen. Mit einem Beispiel wird erläutert, daß die Anpassung der Längsvorspannung an die Momentengrenzlinie möglich ist und Einsparungen an Spannstahl erzielt werden können.

Es wird eine Studie zur Ausbildung von Grossraumsilos vorgestellt. Die Erfahrungen mit derartigen Konstruktionen im Westen der USA werden erläutert. Inzwischen hat sich eine Anordung von Achteckzellen als optimal bewährt, da diese Konstruktionen verformungsärmer sind und wirtschaftlicher hergestellt werden können.

In einer Versuchsreihe wurden die Spalt-, die zentrische Zug- und Biegezugfestigkeit von Leichtbetonen untersucht. Die Auswertung ergab, daß nach 28 Tagen die Zugfestigkeit des Leichtbetons geringer war als bei Normalbeton gleicher Druckfestigkeit. Dieser Unterschied war im hohen Betonalter jedoch nicht mehr zu beobachten.

Der Tragfähigkeitsnachweis von Augenstäben an Bolzenverbindungen ist seit Jahrzehnten in vielen Normen und Regelwerken zu finden. Dies trifft jedoch nur auf statische Lasten zu, während Betriebsfestigkeitsnachweise kaum zu finden sind. Im Kranbau spielen jedoch Bolzenverbindungen eine herausragende Rolle, so dass Betriebsfestigkeitsnachweise bemessungsrelevant erscheinen. In diesem Beitrag soll eine Verfahrensweise beziehungsweise Nachweisform dargestellt werden, die im Besonderen auf die Erfordernisse des Kranbaus abgestimmt ist.

About the creep strength of eyebars in the crane construction depending on time - a practical application example.
Since decades the ultimate limit state of eyebars of pin joints is present in rules and standards. But this applies only to static loads and not for fatigue proofs. Pin joints play a decisive role in crane construction and due to fatigue proofs appear to be reasonable. In this contribution a procedure is presented which agrees with particular requirements of crane construction.

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Wirbelerregte Bauwerksschwingungen sind bei leichten, dämpfungsschwachen Bauwerken (z. B. Stahlschornsteine, Riserkonstruktionen im Meer) von großer praktischer Bedeutung. Sie dürfen teilweise als fremderregte Strukturbewegungen aufgefaßt werden, können jedoch bei großen Schwingungsamplituden auch den Charakter selbsterregter Bewegungen mit extrem vergrößerten strömungsmechanischen Anfachungsbeiwerten annehmen. Dies ist weniger bei biegebeanspruchten Systemen (z. B. Stahlschornsteinen) aufgrund von Dauerfestigkeitseffekten als vielmehr bei extrem verformungsweichen, seilartigen Strukturen z. B. Risern der Fall. Im Rahmen dieser Veröffentlichung soll eine strömungsphysikalische Feldtheorie zur Erfassung der relevanten Anfachungsmechanismen vorgelegt werden.

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Über die Konstruktion von Druckrohrleitungen für das Kühlwasser von Kraftwerksanlagen und die Vorteile von Stahlbetonrohren gegenüber Stahlrohren.

Es wird ein bruchmechanisches Modell vorgestellt, um insbesondere die Größe der Betonzugfestigkeit und deren Einfluss auf die Tragfähigkeit von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen abschätzen zu können. Das Verfahren beruht auf der aus der Bruchmechanik bekannten Energiemethode.

Metallurgische Sonderbehandlungen bei der Stahlherstellung haben einen wichtigen Beitrag zur problemlosen Verarbeitung durch Verformen und Schweißen geliefert. Durch qualitätssichernde Maßnahmen beim Schweißen, wie z. B. bei der Schulung der Schweißer, der Rücktrocknung und Handhabung der Schweißzusätze sowie bei der Einrüstung des Bauwerkes, konnte die Reparaturquote auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.

Über das statische Tragwerksmodell der vor allem im Eisenbahnbrückenbau (seit ca. 1840) verwendeten Gewölbebrücken mit in Längsrichtung durchgehenden Aufbauten. Die Untersuchungen haben das Ziel letztendlich über das Verstehen des Tragmechanismus konkrete Angaben über die Tragfähigkeit bestehender Brücken machen zu können.

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Die elastische Biegesteifigkeit der Rohrbögen wird mittels eines Nachgiebigkeitsfaktors berechnet, der den Einfluß der Ovalisierung des Rohrquerschnitts berücksichtigt und von v. Kármán ermittelt wurde. Experimentelle Untersuchungen an Rohrbögen, die im Institut für Stahlbau der TH Darmstadt im Rahmen eines Projektes über das nichtlineare Verhalten von Rohrleitungssystemen unter Erdbebenbeanspruchungen durchgeführt wurden, haben eine elastische Steifigkeit des Rohrbogens gezeigt, die ca. 13 % höher war, als die der v. Kármánschen entsprechende. Eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen wurde festgestellt, nachdem die Theorie v. Kármáns ergänzt wurde, um den Einfluß der starken Bogenkrümmung berücksichtigen zu können. Die Arbeit stellt diese Ergänzung sowie den Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen vor.

Es wird ein statisches Konzept für die Standsicherheit gemauerter Gewölbbrücken vorgelegt, welches Tragreserven berücksichtigt, die üblicherweise nicht angesetzt werden.

In der Arbeit wurde die kritische Knicklast von parabelförmigen schubweichen Zweigelenkbögen betrachtet. Es wurden dabei auch die Bögen mit Hängern und Zugband berücksichtigt. Die in Tabellen zusammengestellten Ergebnisse lassen die Knicklänge derartiger Bögen bestimmen. Ein Zahlenbeispiel zeigt die Anwendung.

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In bezug auf Baukonstruktionen mit hohen Risikopotentialen wie Hochhäuser, TV-Türme, weitgespannte Brücken, Staumauern, Reaktor-Containments, Lagertanks usw. muß die Frage beantwortet werden, ob deterministische Methoden oder auch semiprobalistische Methoden zur Bestimmung der Beanspruchungen in der Entwurfsphase ausreichen, um verläßliche Informationen über die Sicherheit gegen Versagen oder Zerstörung sowie über die Lebensdauer solcher Konstruktionen zu liefern. Darüber hinaus muß auch geprüft werden, ob und wie Nutzungsänderungen, Materialverhalten über die Zeit, Ermüdung, Umwelteinflüsse usw. die Sicherheit und die Stabilität der Bauwerke beeinflussen. Um mögliche Risiken zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, ist es notwendig, die Konstruktionen entweder permanent oder periodisch in Fällen zu erwartender Veränderungen, z. B. in Belastungsbedingungen, zu überwachen bzw. zu überprüfen. Dies kann nur über Messungen erfolgen, d. h., durch Anwendung zerstörungsfreier Methoden der experimentellen Mechanik. Die Bedeutung der Einführung neuer Entwicklungen in der experimentellen Mechanik zur Überwachung von risiko-sensiven Bauwerken wird herausgestellt.

Beitrag zur Beschreibung der Auswirkungen des nicht-linearen Verformungsverhaltens des Frankfurter Tons auf Setzungen und Biegebeanspruchung der Gründungsplatten von Hochhäusern. Es wird die Anwendung des Verfahrens nach DIN 4019 gezeigt, über Messungen an ausgeführten Gebäuden berichtet und die Anwendung des Bettungsmodulverfahrens vorgeführt.