Die Methode der Komponentenbetrachtung bei einfachen Systemen - aus Mittel- oder Membranspannung und Kerbformzahl, die multiplikativ den Spannungskonzentrationsfaktor ergeben - wird nach einer rückblickenden Erweiterung zur Kerbformzahl für den Rohrboden mit Entlastungsnut und für den senkrechten und schrägen Stutzen am zylindrischen Druckkörper zur Berechnungsauslegung vorgeschlagen. Als wesentlich wird die Abgleichung mit praktisch gewonnenen Formzahlen und mit Ergebnissen der SCF-Ermittlung vorgenommen. Vergleichbare Ergebnisse werden analysiert. Das Werkstoffverhalten im elastisch-plastischen Bereich der Spannungen im Kerbgrund wird - unter Einbeziehung neuerer Ergebnisse - bewertet.

Eine einfache Handrechnung zur Ermittlung der Spannungsverhältnisse in der Randmitte, an der zylindrischen Druckkörperwand, in der Nähe der Schweißnaht und maximal in der Nut wird vorgeschlagen. Der Versuch eines Vergleiches mit anderen Berechnungsmethoden wird vorgenommen.

Die Auslegung von Rechteckflanschen nach AD-Merkblättern ist unzureichend, erfordert eine Korrektur für die Flanschrahmen. Eine analytische Berechnungsmethode dieser unter Einbeziehung auch des Eigengewichts des Druckbehälters mit Mediumfüllung wird vorgeschlagen.

Nach einem früher vorgestellten Schnittspannungsverfahren werden Spannungsfaktoren zu Beispielen von radial versetzten Stutzen berechnet und verglichen. Die Parametereinflüsse werden qualitativ diskutiert. Weiterhin werden die Spannungsfaktoren zu einem möglichen Stutzenmodell des schrägen und radial versetzten Stutzens an einer Entsalzungsflasche (Abscheideflasche) ermittelt und die Ergebnisse diskutiert.

Es werden nach dem Schnittspannungsverfahren berechnete Spannungsfaktoren der maximalen Membranspannungen (Vergleichsspannungen) für schräge Stutzen in Diagrammen angegeben. Dabei werden die Verhältnisse von Wanddicke zu Innendurchmesser des Grundkörpers, Innendurchmesser von Stutzen zu Grundkörper, Wanddicken von Stutzen zu Grundkörper und Neigungswinkel variiert. Ferner wird für den örtlichen Spannungsfaktor infolge der Ausrundung eine Beziehung aufgestellt. Die Rechenergebnisse werden mit Meßwerten einiger ausgemessener Stutzen verglichen.

Nach dem bereits bekannten Schnittspannungsverfahren werden für verschiedene Verhältnisse von Grundkörperwanddicke zu -innendurchmesser sG/di = 0,01; 0,05; 0,1 und 0,2 die Spannungsfaktoren der maximalen Membranspannungen (Vergleichsspannungen) über dem Verhältnis von Stutzen- und Grundkörperinnendurchmesser dAi/di als Diagramme wiedergegeben. Als veränderlicher Parameter innerhalb der Kurvenscharen wird das Verhältnis der Wanddicken von Stutzen zu Grundkörper variiert. Es wird versucht, für den örtlichen Spannungsfaktor infolge der Ausrundung - bezogen auf die Innenseite des Stutzens am Scheitelpunkt - eine Beziehung nach empirischen Werten abzuleiten.

Das auf der Grundlage von Green und Zerna weiterentwickelte vereinfachte Modell der Schalentheorie zur Ermittlung von Schnittspannungen für den rechtwinkligen Rohrabzweig nach Reidelbach wird für alle möglichen Stutzenformen am zylindrischen Grundkörper vollzogen. Die Annahme von Verschiebungs- und Verzerrungsdifferenzen nach der exakten Geometrie der Verschneidungen von Grundkörper und Abzweig führt zu einem geschlossenen theoretischen Ansatz für diese Schnittspannungen. Die theoretischen Ergebnisse werden an Beispielen der vier bekannten Stutzenarten auf ihre Anwendbarkeit getestet. Die numerischen Ergebnisse lassen gute Übereinstimmung mit anderen Berechnungen erkennen. Beispiele werden analysiert. Eine Sulzer-Entsalzungsflasche (Abscheideflasche) mit schrägem und radial versetztem Stutzen wird für dieses Schnittspannungsverfahren optimiert.

Eine weitere Berechnungsmethode für die räumliche Spannungs- und Verschiebungsverteilung bei Beanspruchung eines Ringes durch äußere Kräfte auf der Basis der Airy'schen Spannungs-Funktion wird entwickelt. Rechnerische Ergebnisse werden für das Beispiel des Flossenrohres bei Dampferzeugermembranwänden mitgeteilt.

Es wird eine Methode zur Berechnung der möglichen Abmessungen einer Flossenrohrmembranwand bei Dampferzeugern als druckbelastete orthotrope Platte unter stationärem und instationärem Feuerraumdruck unter Berücksichtigung von Innendruck und Mediumtemperatur im Rohr und von Temperatur der Flossenmitte behandelt. Die Feldmomente in der Platte werden für ein Rohr-Längsflossen-Beispiel bei einem garantierten maximalen Feuerraumdruck von 0,07 N/mm2 wiedergegeben. Die möglichen Plattenabmessungen für verschiedene Rohr-Flossen-Kombinationen werden als Rastermaß mitgeteilt und mit jenen aus der Praxis bekannten verglichen.

Zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit von statisch unbestimmten Fachwerken mit vielen Stäben unter Verwendung der Monte-Carlo-Simulation wird ein systematisches Verfahren vorgestellt und die Anwendbarkeit an numerischen Beispielen gezeigt.

Steels for structural applications for offshore oil and gas as well as offshore wind installations have to fulfil demanding requirements that exceed those for steels used in normal structural steelwork. The applicable steel grades must show an optimum trade-off between sufficient toughness and good strength properties, and at the same time allow easy fabrication, especially concerning weldability. Although sufficient toughness is of importance in order to avoid abrupt failure phenomena such as brittle fracture, good strength properties are necessary to minimize the dead weight of the structure and thus facilitate transport and erection process. The significance of good fabrication properties consist of two facets: good weldability results in easy processing procedures and thus cost-efficiency in fabrication; further, materials with good weldability exhibit a higher resistance to cracking phenomena in the heat affected zone and are therefore more “forgiving” when it comes to non-optimum welding conditions, which may occur during erection in harsh environments.
This steel has to be tailor-made at the steelworks, the aim being to produce it as cleanly as possible with specially adapted alloying concepts. To secure good properties in the half thickness portion of the plates, what is necessary for offshore plates, slabs and ingots have to show an accurate control of the mid thickness segregation. Additionally those plates need higher deformation ratios from slab to plate in order to get a dense structure also in the mid thickness by proper through thickness deformation. These materials are produced with various rolling and heat treatment processes, each chosen depending on the desired grade, thickness and weight of the final plate. The processes in use are normalization of the plates, thermomechanical controlled rolling and the quenching and tempering of the plates.
This article aims to support the designer or fabricator when selecting the steel grade by explaining the different production methods and the resulting properties with respect to the final use.

Es werden verschiedene betontechnologische Massnahmen zur Verringerung der Gefahr der Rissbildung infolge Zwang im noch jungen Beton beschrieben.

Es werden die im Jahr 1983 tätigen europäischen Normierungsausschüsse auf dem Gebiet des Betonbaus und ihre Arbeitsgebiete vorgestellt.

Es wird das Last- und Verformungsverhalten von Stahlbetonelementen untersucht, um Hilfsmittel für die Bemessung im Bruchzustand und für den Nachweis der Rissesicherheit von Stahlbetonbauteilen unter Last- und Zwangbeanspruchung zu erarbeiten.

Es wird ein Diagramm zur direkten Ermittlung der erforderlichen Bewehrung eines einseitig bewehrten Plattenbalkenquerschnitts aus den Beanspruchungen Moment und Normalkraft vorgestellt.

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Die Bemessung von geschweißten Kreishohlprofil (KHP)-Fachwerkknoten mit Knotenblechen unter Zugbeanspruchung ist in DIN EN 1993-1-8: 2010-12 geregelt. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde der Einfluss maßgebender geometrischer Parameter auf die Tragfähigkeit dieses Knotentyps experimentell und numerisch untersucht. Die Ergebnisse bestätigen zum einen erwartungsgemäß die Normnachweise, zum anderen werden der Gültigkeitsbereich der Bemessungsformeln sowie die zugrundeliegenden Versagensmechanismen veranschaulicht.

Design of plate to circular hollow section joints under tensile loads.
The design of welded plate to circular hollow section (CHS)-joints under tension is standardised according to DIN EN 1993-1-8: 2010-12. By means of experimental and numerical investigations the influence of the most important parameters on the bearing capacity of this type of joint was investigated within the framework of a diploma thesis. The findings of these investigations confirm the existing design recommendations and illustrate the range of validity and occurring failure mechanisms.

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Die Pseudodynamik ist eine moderne und effiziente Versuchstechnik zur Ermittlung der Antwort einer Struktur unter starker dynamischer, insbesondere unter Erdbebeneinwirkung. Sie erlaubt, mit einem statischen Experiment das Verhalten eines Tragwerkes unter Erdbebeneinwirkung im Zeitverlauf realistisch zu simulieren. Obwohl weltweit schon viele pseudodynamische Versuche durchgeführt wurden, gibt es bisher kaum Anleitungen, welche die Pseudodynamik für eine breite Anwendung aufbereiten. Im Rahmen der Erdbeben-Tragwerksforschung am Institut für Baustatik und Konstruktion der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich wurde eine solche Anleitung für pseudodynamische Versuche an Tragwerken mit großen Steifigkeitsänderungen und mehreren Freiheitsgraden entwickelt, die auf eigenen systematischen Versuchen basiert.

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Zur Verankerung von Querkraftzulagen und offenen Bügeln im Brandfall mit 90°-Winkelhaken gibt es bisher nur wenige, teilweise widersprüchliche Informationen. Während beispielsweise gemäß Heft 525 des DAfStB (2010) 90°-Winkelhaken bei Querkraftzulagen und Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer ≥ R90 nicht auf einer brandbeanspruchten Plattenseite angeordnet sein sollen, wird im Heft 600 des DAfStB (2012) die Verankerung von Querkraftzulagen allgemein und von Schenkeln offener Hutbügel in der Druckzone mit 90°-Winkelhaken auch bei einer Feuerwiderstandsdauer ≥ R90 als ausreichend bezeichnet. Um zu dieser Frage weitere Erkenntnisse zu gewinnen, wurden an der TU Kaiserslautern Tastversuche zum Tragverhalten von 90°-Winkelhaken und 135°-Haken unter Brandbeanspruchung durchgeführt. Hierbei wurde sowohl das Tragverhalten im gerissenen als auch im ungerissenen Querschnitt untersucht. Kam es während des Brandversuchs innerhalb von 120 Minuten nicht zum Versagen der Haken, wurde die Resttragfähigkeit in einem Auszugversuch ermittelt. Es konnten signifikante Unterschiede im Tragverhalten der untersuchten Hakenformen gezeigt und Empfehlungen für die Praxis abgeleitet werden.

Anchorage of links in slabs under fire conditions
There are only a few contradictory statements concerning anchorage of links with 90°-standard bends in case of fire. Booklet 525 of the DAfStB (2010) recommends not to use these bends for a fire resistance class ≥ R90 on the fire stressed site of a plate. In booklet 600 of the DAStB (2012) anchorage of links and hat-shaped shear reinforcement in the compressive zone with 90°-bends is described also as sufficient. In order to gain further experience tests with 90°-bends and 135°-hooks under fire stress were carried out at TU Kaiserslautern. Load behavior of the bends in cracked and noncracked section was investigated. If failure did not occur during the 120 min test period the remaining load capacity was determined in a pull-out test. Significant differences between the load behaviors of the analyzed bending molds were found and recommendations for practice have been worked out.

Im Mittelpunkt dieses Artikels steht ein zementgebundener Leichtbeton auf der Basis von aus Altpapier herausgelösten Cellulosefasern. Die Herstellung dieses neuartigen Leichtbetons basiert im Wesentlichen auf einer Vermischung von aus Altpapier gewonnenen Cellulosefasern und Zementleim. Durch die Variation des Faseranteils lässt sich ein breites Spektrum an Rohdichtewerten erzielen; bei hohen Fasergehalten können nahezu dämmstofftypische Eigenschaften realisiert werden.
Am Anfang stehen Erläuterungen zur Spezifik dieses Materials und eine Einordnung in den Kontext der üblichen Leicht- und Faserbetone. Es folgen weiterhin Betrachtungen zur Problematik des Faseraufschlusses. In diesem Zusammenhang werden Wege aufgezeigt, wie dieser Prozess in betontechnologischer Hinsicht umgesetzt werden kann. Ferner wird der für einen zielgerichteten Mischungsentwurf entwickelte Algorithmus erläutert.
Durch die Faserzugabe wird gegenüber konventionellem Beton eine deutliche Änderung der rheologischen Eigenschaften hervorgerufen. Dies spiegelt sich in einer hierauf abgestimmten Einbau- und Verdichtungstechnologie sowie in einer Differenzierung in drei verschiedene CFLC-Grundtypen wider. Für die Konsistenzprüfung wird ein geeignetes Verfahren vorgestellt. Abschließend wird das Spektrum der mit diesem Material erreichbaren Frisch- und Festbetoneigenschaften aufgezeigt.

Cellulose-fibre lightweight concrete - a novel building material based on waste paper
The present paper sets out a new method for the systematic formulation of lightweight concretes incorporating cellulose fibres. Lightweight concretes of this type are basically produced by mixing a cement paste with cellulose fibres won from waste paper. This is a combination of materials that can be expected to give rise to a whole range of positive interactions. Raising the fibre content, moreover, can additionally induce properties typical of insulating materials.
Consideration is given to the suitability for this purpose of a variety of secondary fibrous materials as well as to the process of pulping them in concrete mixers. A viable procedure for characterising the various cellulose-fibre sources and acquiring input values for the material volume calculation is elucidated. An algorithm for calculating the concrete composition required to achieve specific dry bulk densities in the hardened concrete is likewise presented.
Adding fibres to the mix yields significantly altered rheological properties relative to conventional concrete. With regard to placing and compaction technologies, a division into three different basic types is proposed in this respect. A suitable method of consistency testing is introduced. The paper concludes by presenting the spectrum of properties of CFLC in both fresh and hardened states as achieved in the experimental investigations.

Beton ist das am meisten verwendete Baumaterial weltweit. CO2-Emissionen, die bei der Zement- und Betonherstellung anfallen, müssen reduziert, Produktionsmethoden verbessert und Betonzusammensetzungen angepasst werden. Zudem steigt die Nachfrage nach Beton, während fossile Brennstoffreserven und die Verfügbarkeit von mineralischen Rohstoffen abnehmen. Hinzu kommt, dass bei der Betonherstellung neue mineralogische Phasen entstehen, was ein echtes Recycling erschwert. Die Implementierung kreislaufkonformer Strategien wie der Verlängerung der Nutzungsphase ist ein wichtiger Hebel, um Umweltwirkungen im Bauwesen zu reduzieren, und erfordert die ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks. Besonders großes Potenzial liefern hier die digital vernetzte und modellbasierte Planung sowie die darauf aufbauende robotergestützte Fertigung der Bauteile, mit der sich leicht lösbare Verbindungen, einfach rückbaubare, multifunktionale, flexible sowie bzgl. Dauerhaftigkeit optimierte Strukturen ökologisch und kosteneffizient generieren lassen. Technisch wären bereits viele Projekte in der Praxis umsetzbar, allerdings müssen hierzu die rechtlichen Rahmenbedingungen verbessert und bürokratische Hürden abgebaut werden. Dieser Beitrag hat das Ziel, das Bewusstsein für den nötigen Wechsel von der Linear- zur Kreislaufwirtschaft im Betonbau und den korrespondierenden Daten zu erhöhen und dem Planer einfache Grundsätze für den Entwurf, die Ausschreibung und Umsetzung mitzugeben, um jetzt schon einen wichtigen Beitrag zum verantwortungsvollen Umgang mit immer knapper werdenden Ressourcen zu leisten.

Strategies for implementing the circular economy in construction with concrete
Concrete is the most widely used building material worldwide. However, CO2 emissions from cement and concrete production must be reduced, production methods improved, and concrete compositions adapted. While the demand for concrete is increasing, fossil fuel reserves and the availability of mineral raw materials are decreasing. In addition, new mineralogical phases are formed during concrete production, which makes true recycling difficult. Implementation of strategies that are in line with circular economy, such as the extension of the use phase and design to re-use, require a holistic view of the building. Here, digitally networked and model-based planning, as well as robot-assisted production of components, offer high potential as they enable the ecologically and cost-efficient generation of easily detachable connections, easily deconstructable, multifunctional, or flexible structures that are optimized in terms of durability. Technically, many projects could already be implemented in practice, but standards and guidelines must be adapted. The aim of this article is to raise awareness of the necessary change from linear to circular economy in concrete construction, and to provide the planner with simple guidelines for the design to contribute to the responsible use of increasingly scarce resources.