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Das Ziel der dargestellten Untersuchung war, Angaben zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern aus Brettschichtholz (BS-Holz) und unidirektional verstärkten Faserverbundkunststoffen (FVK) zu erhalten. Dazu wurden der Einfluß des Verstärkungsgrades, der geometrischen Anordnung der Verstärkung und der Einfluß von CFK-Lamellen und AFK-Lamellen genauer untersucht und verstärkte BS-Holz Träger unter praxisnahen Bedingungen hergestellt.

In der Praxis werden für die Berechnung von Stahlbetontragwerken immer häufiger dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle des gesamten Tragwerkes (Gesamt- oder Gebäudemodelle) verwendet, wobei teilweise auch das stofflich nichtlineare Materialverhalten des Betons berücksichtigt wird. Dabei wird oftmals den Ergebnissen des Rechenprogramms blind vertraut. Aus Zeitgründen unterbleiben die unbedingt notwendigen Kontrollen ebenso wie eine übersichtliche Dokumentation der wesentlichen Rechenergebnisse. Diese Entwicklung bietet Anlass zur Sorge im Hinblick auf die Tragsicherheit der Bauwerke. In diesem Beitrag werden an einer relativ einfachen Tragstruktur, einer Bogenbrücke, die Schwierigkeiten erläutert, welche bei komplexen FEBerechnungen auftreten können. Es wird verdeutlicht, dass eine automatische, programminterne Bemessung von Stahlbetontragwerken nicht möglich ist. Die Ausführungen sollen dazu dienen, dem Tragwerksplaner die Notwendigkeit einer eingehenden Prüfung der Ergebnisse zu vermitteln.

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Bislang ist die Dokumentation des Spannvorganges bei Brücken auf ca. zwei bis drei Wertepaare beschränkt, die zudem manuell erfaßt werden. Eine bessere Dokumentation des Spannvorganges kann mit Hilfe eines baustellentauglichen elektronischen Meß- und Aufzeichnungsverfahren erfolgen, das im Beitrag vorgestellt wird.

Es werden Diagramme vorgestellt, mit welchen sich die Schnittgrößen von auskragenden Fahrbahnplatten veränderlicher Dicke von Brücken infolge der Radlasten nach DIN-Fachbericht 101 einfach und ausreichend genau ermitteln lassen. Weiterhin werden die Auswirkungen der neuen Regelwerke auf die Bemessung einer Kragplatte an einem Beispiel erläutert.

Es wird über Versuche zur Querkrafttragfähigkeit von Brückenfahrbahnplatten aus Stahlbeton berichtet. Diese zeigen, dass die bekannten Rechenansätze für Bauteile ohne Querkraftbewehrung nach DIN 1045-1 bzw. DIN-FB 102 für Fahrbahnplatten auf der sicheren Seite liegen, die tatsächliche Tragfähigkeit aber weit unterschätzt wird. Weitere Ansätze zur Berechnung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung werden erörtert. Während die Modelle bei der Auswertung einer Datenbank von Balkenversuchen eine gute Übereinstimmung aufweisen, zeigt der Vergleich mit den Modellversuchen, dass die meisten Rechenverfahren die Tragfähigkeit der Platten unterschätzen. Zur Berechnung der Querkrafttragfähigkeit von Platten ohne Querkraftbewehrung unter Punktlasten wird ein Modell vorgeschlagen, welches die Querkrafttragfähigkeit mit der Zugbeanspruchung der Biegezugzone im kritischen Bereich verknüpft.

Shear Resistance of Bridge Decks without Transverse Reinforcement
The design of concrete bridge deck slabs is of major concern since the introduction of the Eurocodes as the calculated shear capacity of slabs without stirrups and staggered reinforcement according to the new design standards is often considerably smaller compared to the former regulations i.e. DIN 1045:88. This raises the question whether the existing structures are still save. A series of 12 tests on 4 different specimens representing a bridge deck was performed to examine the real load bearing behaviour of a slab with and without shear reinforcement under a wheel (point) load. The evaluation of the test results revealed, that the current design formula with an assumed elastic shear force distribution leads to rather conservative values of shear capacity for bridge deck slabs. Various approaches for shear design are discussed and the accuracy is checked by means of a shear database and the test results. A new model to calculate the shear capacity is proposed which shows a better agreement with test data than the known approaches.

Eine große Anzahl der Fahrbahnplatten von bestehenden Betonbrücken in Europa zeigt nach aktuellen Entwurfsregeln ein rechnerisches Defizit bei der Querkrafttragfähigkeit. Eine bauliche Ertüchtigung ist in den meisten Fällen schwer möglich und sehr teuer. Reale Schadensfälle welche auf ein Querkraftversagen zurückzuführen wären, sind den Autoren nicht bekannt. Dies ist ein Indiz dafür, dass die bestehenden Rechenansätze Reserven aufweisen und das Querkrafttragverhalten von Stahlbetonplatten nicht in ausreichendem Maße verstanden und geklärt ist. Umfangreiche internationale Forschungsaktivitäten zu diesem Thema bestätigen diesen Sachverhalt. Bislang besteht u. a. kein Konsens bezüglich des Nachweisverfahrens (u. a. Querkraft bzw. Durchstanzen), des Nachweisschnitts sowie der Abminderung auflagernaher Einzellasten bei Platten (&bgr;-Faktor).
Zur Klärung dieser Fragen wurden 14 Großversuche an auskragenden Stahlbetonplatten (3,25 × 4,5 m, Dicke 0,25 m) ohne Bügelbewehrung sowie umfangreiche numerische Simulationen durchgeführt. Da die rechnerische Querkrafttragfähigkeit von Brückenfahrbahnplatten maßgeblich durch die konzentrierten Radlasten des Lastmodells 1 bestimmt wird, wurden die Versuchskörper durch konzentrierte Blocklasten mit einer Aufstandsfläche von 40 × 40 cm entsprechend dem Lastmodell 1 des Eurocodes 1 [1] bis zum Versagen belastet. Hierbei wurde der Einfluss der Laststellung, der Lastabtrag bei mehreren Blocklasten sowie der Einfluss verschiedener Bewehrungsgehalte auf die Querkrafttragfähigkeit untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass übliche Fahrbahnplatten erheblich größere Tragfähigkeiten aufweisen, als sich nach EC2 [2] rechnerisch ergeben.

Shear capacity of reinforced concrete slabs under concentrated loads - Part 1: experimental investigations.
A large number of the deck slabs of existing concrete bridges in Europe show, according to current design rules, a deficit in shear capacity. Strengthening is in most cases difficult and very expensive. The authors are not aware of any real structural failure of bridge decks caused by a lack shear capacity, when the structure was designed properly. This is an indication that the existing design approaches have unknown reserves and the transverse load bearing capacity of reinforced concrete slabs is not sufficiently understood and clarified. Extensive international research activities on this subject confirm this fact. Up to now, there is no consensus regarding the design method (shear or punching), the relevant section, and the reduction of the shear force caused by block loads close to supports (&bgr;-factor).
Fourteen large tests were carried out on cantilevered concrete slabs (3.25 × 4.5 m, thickness 0.25 m) without transverse reinforcement, as well as extensive numerical simulations. The design shear capacity of bridge decks is decisively determined by the concentrated wheel loads of heavy traffic. Thus, the test specimens were loaded by concentrated block loads on an area of 40 × 40 cm according to the load model 1 of the Eurocode 1 [1] up to failure. The influence of the load position, the mutual interference between adjacent block loads, as well as the influence of different reinforcement ratios on the shear capacity were investigated. The test results show that conventional deck slabs of concrete bridges have considerably greater load bearing capacities than according to EC2[2].

Bei der Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonträgern mit veränderlicher Höhe ist bislang unzureichend geklärt, in wie weit der Einfluss eines geneigten Druck- oder Zuggurts (Vccd bzw. Vtd) bei Balken bzw. Platten ohne Schubbewehrung berücksichtigt werden kann. Zu dieser Problematik wurde eine umfangreiche Versuchsserie mit 18 gevouteten Balken durchgeführt, deren Ergebnisse in diesem Beitrag erläutert werden. Die Untersuchungen zeigen, dass bislang kein Rechenverfahren existiert, welches das Querkrafttragverhalten von gevouteten Stahlbetonbalken zutreffend beschreibt. Die im Versuch erreichten Traglasten waren bei Berücksichtigung der Vertikalkomponente eines geneigten Druck- bzw. Zuggurts (Vtd and Vccd) teilweise geringer als die Rechenwerte der DIN.

Shear Strength of Haunched Concrete Beams without Transverse Reinforcement
The shear capacity of concrete members without transverse reinforcement is still under debate. Within this paper one aspect, the favourable contribution of inclined tension and compression chords (Vtd and Vccd) of members with variable depth, like haunched beams, will be discussed in detail. A series of 18 tests on 9 different specimens was performed to examine the real shear capacity of haunched beams without shear reinforcement. The evaluation of the test results revealed, that none of the available design methods can describe the shear behaviour of haunched beams. The vertical component of the inclined compression chord Vccd leads in some cases to unsafe values.

Die neue Queensferry Brücke in Schottland in der Nähe von Edinburgh ist eine insgesamt 2 640 m lange Schrägkabelbrücke mit drei bis zu 210 m hohen Pylonen. Die beiden seilüberspannten Haupttragweiten sind 650 m, die beiden Seitenfelder 223 m und die Spannweiten der Vorlandbrücken sind bis zu 104 m lang. Die zwei Seilebenen sind mittig zwischen den beiden Fahrbahnen angeordnet und überlappen sich in der Mitte der Hauptöffnungen. Diese Besonderheit ist notwendig, um den Verbundüberbau und insbesondere den mittleren Pylon zu stabilisieren. Sowohl die Planung mit den damit verbundenen Nachweisen der außergewöhnlichen Bauzustände, wie z. B. dem mit zwei 322 m langen Kragarmen frei stehenden mittleren Pylon, als auch die Montage bei zum Teil äußerst widrigen Wetterbedingungen verlangten den beteiligten Ingenieuren und Arbeitern einiges ab. Aber nicht nur die Dimensionen und die Komplexität des Bauwerks machen diese Brücke auch für erfahrene Brückenbauer zu einer Besonderheit, sondern auch die Nähe zu den beiden bestehenden Brücken über den Firth of Forth. Dies sind zum einen die im Jahre 1890 eröffnete Forth Rail Bridge, die im Sommer 2015 in die UNESCO-Weltkulturerbeliste aufgenommen wurde, als auch die Forth Road Bridge, eine im Jahre 1964 eröffnete Hängebrücke. Die drei Brücken aus drei verschiedenen Jahrhunderten werden nach Fertigstellung der Schrägseilbrücke eine einmalige Brückenkollektion bilden. Die Veröffentlichung fasst die Herausforderungen bei der Planung und Montage dieser einzigartigen Brücke zusammen. Einige Teile des Beitrags sind [4] entnommen, wo vor allem Aspekte der Bauausführung vertieft werden.

New Queensferry Crossing in Scotland - challenges in design and construction
The new Queensferry Crossing near Edinburgh in Scotland is a cable-stayed bridge with a total length of 2 640 m and three towers up to 210 m high. The two cable supported main spans are 650 m, the two back spans are 223 m and there are approach viaducts at each end of variable spans up to 104 m. The two cable planes are arranged centrally between both carriageways and overlap in the centre of the main spans. This special feature is necessary in order to stabilize the deck and especially the Centre Tower. Unique design features such as having the World's longest pair of free-standing cantilevers with an overall length of 644 m and constructing the works in an exposed location experiencing adverse weather conditions, put very high demands on the engineers and workers involved. It is not only the scale and complexity of the new structure that makes it special for even experienced bridge engineers, but also its proximity to the two existing bridges over the Firth of Forth. The Forth Rail Bridge, which opened in 1890 and was awarded World Heritage Site status in summer 2015, lies alongside the Forth Road Bridge, a large Suspension Bridge opened in 1964. On completion of the Queensferry Crossing these bridges, representing engineering expertise from three different centuries, will form a unique collection of iconic structures. The paper summarizes the challenges in design and construction of this outstanding bridge.

Einer der wichtigsten Entwurfsparameter für Integralbrücken ist die waagerechte Verschiebung am Anschluß zwischen der Fahrbahnplatte und dem Widerlager. Integralbrücken gleichen Bewegungen des Oberbaus ohne konventionelle Dehnfugen oder Lager aus. Bei waagerechten Verschiebungen in Form von Dehnung oder Schrumpfung der Fahrbahnplatte handelt es sich also um einen der wesentlichen Unterschiede zwischen “klassischen” und integralen Brückenentwürfen.
In diesem Aufsatz werden die Ergebnisse zu Untersuchungen bezüglich durch Temperatureinflüsse und Materialverhalten (zum Beispiel bei Vorspannung) verursachter waagerechter Verschiebungen einer Fahrbahnplatte aus Beton bei einer Gesamtbrückenlänge zwischen 20 m und 180 m vorgestellt. Dabei wurde auch der Einfluß unterschiedlicher Betonfestigkeitsklassen und Konstruktionsverfahren untersucht.

Slim-floor beams are a well-known and cost-effective solution that permits a significant reduction of floor thickness, and are increasingly used in industrial and commercial buildings. Since only their lower flange is exposed to fire, slim-floor beams may also achieve higher fire resistance, in comparison to other types of composite beams that are not fully embedded in the concrete floor. Simplified models are available in Eurocode 4 Parts 1-2 to evaluate the temperature distribution for partially encased and non-encased composite beams. However this standard does not provide any simplified model to evaluate the cross-sectional temperature field of slim-floor beams. In this sense, different proposals have been evaluated in recent years in order to provide simplified models for temperature evaluation. The currently available models in the literature have shown their accurate behaviour providing results on the safe side, and are recommended for use in practice. Finally, this work shows that slim-floor composite beams can provide good performance during a fire event. Specifically, 60 min of standard fire rating can be achieved for load levels lower than 0.5-0.6. Improved behaviour to achieve 90 or 120 min of standard fire exposure may also be reached by using innovative solutions, advanced materials or external protection.

Brandbemessung von Slim-Floor-Trägern
Die Slim-Floor-Bauweise ist eine erprobte und wirtschaftliche Lösung. Sie ermöglicht unter anderem eine erhebliche Reduzierung der Deckenstärke und wird zunehmend in Industrie- und Gewerbegebäuden eingesetzt. Darüber hinaus erzielen Slim-Floor-Träger, da sie größtenteils in die Decke integriert sind und somit nur die untere angeschweißte Platte direkt einem Brand ausgesetzt wird, einen wesentlich höheren Feuerwiderstand als etwa klassische Verbundträger. In Eurocode 4 Teil 1-2 finden sich zwar vereinfachte Methoden zur Bestimmung der Bauteiltemperaturen von Verbundträgern mit und ohne Kammerbeton, jedoch gibt diese Norm keine vereinfachte Methode zur Bestimmung der Temperaturen eines Slim-Floor-Querschnitts an. In den letzten Jahren wurden vereinfachte Modelle zur Bestimmung der Temperaturverteilung von Slim-Floor-Querschnitten entwickelt. Diese derzeit verfügbaren Modelle liefern Ergebnisse auf der sicheren Seite und können für eine praktische Anwendung durchaus empfohlen werden. In diesem Artikel wird gezeigt, dass Slim-Floor-Träger während eines Brandereignisses eine exzellente Tragfähigkeit besitzen. Insbesondere können für Ausnutzungsgrade von 0,5 bis 0,6 die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse R60 erfüllt werden. Die Feuerwiderstandsklassen R90 und R120 können durch Anwendung innovativer Lösungen, durch verbesserte Materialien oder auch passiven Brandschutz erfüllt werden.

This paper presents the results of an experimental campaign in which the buckling resistance of 12 concrete-filled dual steel columns was ascertained. Whereas some papers in the literature describe investigations into concentrically loaded stub columns with such typology, no investigations of slender columns have been found to date. The tests presented in this paper are the preliminary results of an extensive experimental campaign (28 tests) that analysed the effects of two parameters: strength of concrete (normal- and ultrahigh-strength concrete) and the ratio between the thicknesses of the inner and outer steel tubes. A numerical model was also developed and validated, which helps further investigations. The buckling load of the specimens at room temperature is analysed in terms of the strength of the concrete and the appropriate distribution of the steel in the composite column. By maintaining the same total area of steel, two combinations were initially studied: “thick outer tube-thin inner tube” and “thin outer tube-thick inner tube”. Finally, a discussion about the Eurocode 4 simplified method for composite columns, applied to these innovative specimens, is presented and shows unreliable results. Therefore, further tests would be needed to assess accurately the Eurocode 4 simplified method.

Slim-floor beams are well-known, sustainable and economical solutions for residential, commercial and industrial buildings. However, despite their widespread use, Eurocode 4 contains no specific simplified calculation methods for the fire resistance of integrated and shallow floor beams. There is a clear need for an improved understanding of the performance of structures in fire plus clear and cost-effective design guidance. This paper presents a set of simplified rules for determining thermal fields in the lower flange, web, rebars and slab of slim or integrated floor beams. This calculation methodology is based on existing formulas taken from different parts of Eurocode 4 except for the temperature calculation in the lower flange, which is deduced from a parametrical study using the SAFIR software.

An 18 Versuchsbalken und 42 Betonwürfeln wird bei Erwärmung bis zu 900 °C der Einfluss von verschiedenen Temperaturen auf die Zerstörungstiefe von Beton und das Tragverhalten der Balken ermittelt. Durch Auswertung von Bruchversuchen an Balken, die der Brandlast ausgesetzt wurden, werden mechanische Werkstoffkenngrössen abgeleitet. Diese sollen es gestatten, die Resttragfähigkeit von Stahlbetonbalken nach Bränden zu bestimmen.

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Der weltgrößte Kran, ein über 30 Jahre alter Werftportal-Kran aus Malmö, Schweden, wurde verkauft, im Jahr 2002 dort zerlegt, demontiert und per Schiff in die größte Werft der Welt nach Ulsan in Süd-Korea gebracht. Der Beitrag berichtet über den Aufbau in der Werft Hyundai Heavy Industries (HHI), wo der Kran neu zusammenschweißt wurde und nun nach dreijähriger Planungszeit und einjähriger Bauzeit für eine neuartige Slip-Anlage für Schiffe in einem Offshore Yard mit geänderter Aufgabenstellung in Betrieb genommen wurde.

Erection and conversion of the largest Goliath Crane of the world - Welding technique for the re-use of a technologic producer good.
A 30 year-old Goliath Crane for ship-building was sold to Werft Hyundai Heavy Industries (HHI), along with two slewing cranes, by a Swedish company. It was knocked down and dismantled at Malmö, Sweden and transported by ship to Ulsan, South Korea, in order to be re-erected and re-used for a newly developed “Ground-Shipbuilding-System” in the place of real estate of an offshore yard.

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Seit einigen Jahren dienen Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) dem verbesserten Wärmeschutz von Gebäudehüllen. Im Vergleich zu konventionellen Dämmstoffen haben VIP eine um den Faktor 6 bis 10 niedrigere Wärmeleitfähigkeit. Diese hohe Dämmwirkung kann nur durch eine langfristig gasdichte Folienumhüllung erreicht werden. In jüngster Zeit erfolgt der Einbau von VIP in die Gebäudehülle auch durch Kleben. Jedoch sind die langfristigen Wirkungen von Klebstoffen und von aus dem Mauerwerk herausgelösten mineralischen Substanzen auf die Folienumhüllung von VIP noch unbekannt und entsprechend auch nicht Gegenstand nationaler Zulassungsbestimmungen. Deshalb war es Ziel dieses Forschungsvorhabens, den Einfluss verschiedener Klebstoffe sowie Betoninhaltsstoffe und Estriche auf die Dauerhaftigkeit der Folienumhüllung von VIP zu untersuchen. Die VIP-Folienumhüllungen erwiesen sich als sehr beständig gegenüber den untersuchten Substanzen. Jedoch kann bei länger andauernder Einwirkung von alkalischen Milieus eine Schädigung der Siegelnaht nicht ausgeschlossen werden. Temperaturbedingte mechanische Wechselbelastungen zeigten keinen negativen Einfluss auf die Folienumhüllungen.

Durability of vacuum insulation panels for adhesive mounting.
For some years now, vacuum insulation panels (VIPs) serve to improve the thermal insulation of buildings. The panels’ heat conductivity is lower than that of conventional insulation materials by a factor between 6 and 10. To achieve the good insulating properties, long-term gas-tight film envelops are required. Only recently, adhesives have been introduced as a means to integrate VIPs into the building envelop. However, long-term effects of the adhesives and of mineral substances washed out of the brickwork/concrete on the VIPs are not yet known, and accordingly, not part of national approval requirements. Therefore, the aim of this research project was to study the effects of various adhesives and concrete/screed constituents on the durability of the high-barrier envelop of VIPs. In general, VIP film envelops turned out to be very resistant to the substances studied in this project. However, damage to welded seams due to a long-term exposure to moist alkaline environments cannot be ruled out. Temperature-related cyclic mechanical loads did not show any negative effects on the panels.

Anwendung z.B. für Antennenplattformen von Türmen und zentrisch belastete Fundamente.

In der Bautechnik treten oft, z. B. bei windbelasteten oder meerestechnischen Konstruktionen, statische oder dynamische Instabilitäten auf - manchmal auch ein Zusammenwirken (Interaktion) beider Mechanismen, wobei die Knick- oder Beuleigenformen durchaus verschieden von den entsprechenden Schwingungseigenformen sein können. Es soll dargestellt werden, wann die Stabilitätsuntersuchungen der Strukturen statisch durchgeführt werden dürfen und in welcher Form sich die Ergebnisse bei einer zusätzlichen dynamischen Belastung verändern.

Static and dynamic instabilities of structures.
In structural design e. g. under wind loads or offshore structures we often have static or dynamic instabilities sometimes also an interaction of both mechanisms, where the buckling modes may be different from the vibration modes. We want to recognize, whether the investigations may be static and how the results may alter by dynamic loads.

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.

Die Konstruktionselemente Pipeline und Riser werden in der zukünftigen Offshoretechnologie eine bedeutende Rolle spielen. Für die verformungsweichen, seilartigen, biegesteifen Strukturen ist ein Computer-Programm zu erstellen, das die statische und dynamische Berechnung dieser Konstruktionen unter der Wirkung der Eigenlasten gestattet. Vor allem die Wechselwirkungsprobleme zwischen stark verformbaren Strukturen und der sich dadurch verändernden Strömungslasten wird durch das Programm umfassend dargestellt.