Für den Konstruktiven Ingenieurbau sind Normen unverzichtbare Grundlagen. Normen sollen die anerkannten Regeln sowie den Stand von Wissenschaft und Technik darstellen, und sie dienen der Verständigung zwischen den beteiligten Fachleuten. In den zukünftigen Normen sind alle Prozessschritte der Planung - Projektierung, Ausführung, Nutzung, Erhaltung und Rückbau - durch die integrale Betrachtung aller die Sicherheit und Qualität betreffenden Aspekte zu behandeln. Gegenüber heutigen Normen werden folglich die thematische Breite und der Detaillierungsgrad zunehmen. Das Ziel der Verfasser von Normen muss es aber gleichwohl sein, die benötigte Information mithilfe einfach handhabbarer Regeln verständlich darzustellen. Es muss gelingen, den Normen der Zukunft (wieder) die ihnen angemessene Bedeutung und hohe Akzeptanz zu verschaffen.

Die Bemessung für Querkraft erfolgt heute nach einheitlichen Modellvorstellungen; die Grundlage hierfür wurde vor über 100 Jahren gelegt und ab ca. 1960 durch die Arbeiten auf den Gebiet der Plastizitätstheorie theoretisch untermauert. In neueren Untersuchungen wurden die Modelle erweitert, wobei die Verträglichkeit der Verformungen und die Bestimmung der effektiven Betondruckfestigkeit im Vordergrund standen. Der Beitrag gibt einen Überblick über diese Entwicklungen und zeigt auf, wie die Modelle für die Bemessung und konstruktive Durchbildung verwendet werden können.

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Auch nach vielen Jahren teilweise intensiver Forschung wird die Bestimmung des Querkraftwiderstands von Stahl- und Spannbetonträgern in der Fachwelt weiterhin rege diskutiert. Dies liegt einerseits an der Komplexität des Problems, andererseits an der Weiterentwicklung von Bauweisen und Baustoffen sowie den veränderten Fragestellungen. Im vorliegenden Beitrag wird ein dreistufiges Vorgehen präsentiert, das die Bemessung, die Überprüfung und die detaillierte rechnerische Beurteilung von Bauteilen unter Querkrafteinwirkung umfasst. Im Zentrum stehen die Verallgemeinerten Spannungsfelder, die sich insbesondere für die vertiefte Untersuchung und die generelle Überprüfung eines Tragwerks eignen. Die entsprechenden Festlegungen sind durch Versuche gut abgesichert und so aufbereitet, dass sie sich für die Anwendung in der Ingenieurpraxis eignen. Die auf dieser Grundlage ermittelten Querkraftwiderstände werden denjenigen nach den Normen DIN 1045-1 und Eurocode 2 gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass eine Überprüfung der Normvorschriften angebracht wäre. Generell soll der Beitrag zur Diskussion und weiteren Entwicklung der nationalen und internationalen Normen beitragen.

Shear Strength of Structural Concrete Beams
Even after many years of in-depth research, the determination of shear strength of structural concrete beams is still in discussion. The reasons for that are, on the one hand, the complexity of the problem and, on the other hand, further developments of structural systems and building materials as well as new questions arising from the evaluation of existing structures. In this contribution a structured procedure including design, detailed analysis and elaborate assessment of structural concrete members subjected to shear is presented. The focus is on the Generalized Stress Field Approach which particularly enables a profound analysis and a general evaluation of a structure. The corresponding definitions are well supported by experimental results and arranged to be easily used in practical application. Shear strengths calculated on the basis of this method are compared to results according to DIN 1045-1 and Eurocode 2. It shows that a re-evaluation of the code provisions is well appropriate. Basically, this contribution may be regarded as a contribution to the discussion about the development of national and international codes.

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Die in den Jahren 1964 bis 1967 erbaute Autobahnbrücke Brunau Süd (Zürich, Schweiz) wurde im Jahr 2000 einer eingehenden Zustandsüberprüfung unterzogen. Bestandteil der Untersuchungen war die Überprüfung der Tragsicherheit des Überbaus. Es zeigte sich, daß Stege und Querträger den normgemäßen Anforderungen nicht genügen, worauf ein Verstärkungsprojekt zu erarbeiten war. Die Brücke wurde in der Folge auf neue Lager gesetzt; hierzu war der Bau von Hammerköpfen erforderlich, die mit Hilfe von Selbstverdichtendem Beton erstellt wurden. Im vorliegenden Beitrag wird über die Ausgangslage, die rechnerische Überprüfung und die Suche nach einer gestalterisch und technisch vertretbaren Verstärkungsmaßnahme berichtet. Die in der Schweiz erstmalige Anwendung von Selbstverdichtendem Beton für hoch beanspruchte Tragwerksteile wird beschrieben, und es werden Besonderheiten hervorgehoben, die im Umgang mit bestehender Bausubstanz zu beachten sind.

This paper examines the evidence for the one-way shear model developed for the fib Model Code for Concrete Structures 2010 and provides examples of its application. For the design and analysis for shear, for members with and without shear reinforcement, the fib Model Code 2010 procedures have been developed from physical-mechanical models that are based on observed behaviour at the meso-scale level; they represent a significant advance over previous standardized empirical methods. In addition, an approach referred to as “level of approximation” (LoA) is incorporated where advanced models are simplified in a consistent and conservative way such that the designer can select the effort needed to justify their design. To illustrate the practical use of the models and the LoA approach, two examples are presented. The first is a deck slab of a cut-and-cover tunnel where design and possible refinements are discussed for a given configuration. The second is a prestressed concrete bridge girder, which is considered for the cases of design and for the analysis of an existing structure.

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Porenbetonsteine bestehen bis zu 80 % aus Luft und nur zu 20 % aus Feststoffen. Bereits 1924 kombinierte der schwedische Architekt Axel Eriksson die Prozesse der Porenbildung und der Dampfhärtung und schuf somit die Grundlage für den modernen Porenbeton. Die massiven Vollsteine lassen sich leicht und schnell verarbeiten, sie besitzen einen hohen Wärmedämmwert und sie sind ökologisch unbedenklich. Trotzdem wird dieser Baustoff in der Praxis nicht immer fachgerecht verarbeitet.

The introduction of new vertical steel bolts is an easy, practical and common solution for retrofitting and strengthening slabs for punching. Although a common option where punching strengthening is concerned, few studies exist regarding how the bolt's anchorage dimensions and its embedment in the concrete slab affect the strengthening efficiency. This work presents an analytical approach that is able to predict the punching capacity of slabs strengthened with post-installed vertical steel bolts, taking into account the anchorage dimensions and positioning plus the material properties. This approach results from the combination of two physical models: one provided in the fib Model Code for Concrete Structures 2010 regarding the punching capacity estimation, and another that allows the deformation (crushing) of the concrete beneath the head of the anchorage to be taken into account. The predicted values are compared with experimental results, showing that the analytical approach is able to simulate correctly the anchorage behaviour and its influence regarding a slab's loadbearing capacity. A parametrical analysis is carried out in order to study the importance of different factors such as concrete compressive strength, longitudinal reinforcement ratio and steel bolt length, always accompanied by the effect of anchorage head size and embedment.

Am 17. Dezember 2005 wurde der Mittelpfeiler der Kremser Eisenbahnbrücke um ca. 3.40 Uhr von einem stromaufwärts auf der Donau fahrenden Schubverband frontal angefahren und schwer beschädigt. Der Pfeilerschaft - ein Granitmauerwerk aus der Bahnbauzeit 1889 - wurde auf Höhe des Wasserspiegels abgeschert und 2, 17 m flußaufwärts und 10 cm in Richtung Bahnachse verschoben. Sowohl der Bahnverkehr als auch der neben dem Pfeiler verlaufende Schiffsverkehr mußte gesperrt, die über die Brücke verlaufenden Energieträger (Gashochdruckleitung, Starkstromleitung, Datenleitungen etc.) mußten umgelegt bzw. außer Betrieb gesetzt werden.
Um die Sicherheit für die Bahn- und Schiffskunden zu erhöhen, wird sowohl der beschädigte Pfeiler saniert, als auch die anderen Flußpfeiler entsprechend des Eurocodes prEN 1991-1-7 verstärkt. Dieser Bericht beschreibt das Schadensereignis, die Rahmenbedingungen der Planung und die Anwendung des neuen Eurocodes prEN 1991-1-7. Diese Projektierung mußte zufolge der hohen Ausfallskosten unter enormen Zeitdruck erfolgen.

Die unterschiedlichsten Verfahren werden als Maßnahmen gegen aufsteigende Feuchtigkeit im Mauerwerk angeboten und eingesetzt. Einige dieser Verfahren stützen sich auf Phänomene, deren Wirkungsweisen wissenschaftlich nicht bestätigt sind. Die durchgeführten Untersuchungen im Zuge der Erfolgskontrolle beschäftigen sich jedoch ausschließlich mit Verfahren, deren Wirkungsweisen naturwissenschaftlich allgemein anerkannt sind. Durch Kontrollmessungen an 40 Objekten, bei denen nachträgliche Maßnahmen gegen aufsteigende Feuchtigkeit durchgeführt wurden, soll ein Beitrag zur Verbesserung der Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit der einzelnen Verfahren geliefert werden. Für die Versuchsdurchführung und die Beurteilung der Maßnahmen wurden die Bestimmungen der ÖNORM B 3355 herangezogen.

Für den Ausbau des Mittellandkanals wurde in Hannover die bestehende Brücke Nr. 239 im Zuge der Pasteurallee neu als Stabbogenbrücke mit vier Bögen entworfen. Der Überbau mit einer orthotropen Fahrbahnplatte und den Geh- und Radwegen als Verbundplatte mit einem Gewicht von ca. 490 t wird aus den in der Werkstatt vorgefertigten Bauteilen auf dem Vormontageplatz zusammengebaut und verschweißt und danach in die Endlage eingeschoben bzw. eingeschwommen.

Die Barriereintegrität ist von zentraler Bedeutung für die Langzeitsicherheit von Endlagern für radioaktive Stoffe im Salinar. Die Integrität der Salzbarriere wird durch die Einhaltung des Dilatanz- und Fluiddruckkriteriums nachgewiesen. Während das Fluiddruckkriterium das Versagen des Gebirges aufgrund eines Lösungsdrucks beschreibt, stellt das Dilatanzkriterium das Versagen des Gebirges durch eine Scherbeanspruchung dar. Wird das Fluiddruckkriterium in den effektiven Spannungen nach Terzaghi formuliert, ist es äquivalent mit einer kleinsten effektiven Spannung von null. Da die aufnehmbare Oktaederschubspannung beim Dilatanzkriterium nach Cristescu und Hunsche von der Oktaedernormalspannung abhängig ist, wird untersucht, welchen Einfluss das Effektivspannungskonzept nach Terzaghi auf das Dilatanzkriterium hat. Am Beispiel einer generischen Abbaureihe werden die Bereiche, in denen beide Kriterien verletzt sind, für die ursprüngliche Formulierung und für die Formulierung unter Berücksichtigung der effektiven Spannungen verglichen. Die numerischen Berechnungen erfassen einen Zeitraum von 80 Jahren nach der Auffahrung bis 1.000 Jahre nach Verfüllung der Abbaue.

Evaluation of the Barrier Integrity Based on Effective Stresses Using the Dilatancy and Fluid Pressure Criterion.
For the long-term safety of repositories for radioactive waste in rock salt the integrity of the rock salt barrier is of major importance. Barrier integrity is considered to be demonstrated when the dilatancy and the fluid pressure criterion are met. While the fluid pressure criterion describes hydraulic failure due to fluid pressure the dilatancy criterion describes the failure due to shear stress. If the fluid pressure criterion is given in terms of effective stress according to Terzaghi, it is equivalent to an effective minimum stress component of zero. When using the dilatancy criterion according to Cristescu and Hunsche, the octahedral shear stress bearing capacity depends on the isotropic stress. It is investigated what happens if the concept of effective stresses according to Terzaghi is applied to the dilatancy criterion. Based on a series of generic cavities, the regions where both criteria are exceeded are compared using both the original formulation as well as the version that takes into account the concept of effective stresses. The numerical simulations comprise a time period between 80 years after cavities' excavation and 1.000 years after the cavities have been backfilled.

In many practical situations, internal nodes connect beams with unequal depth whenever the span lengths are not uniform. Following the methodology defined in EC 3-1-8, this paper presents a component model that is able to reproduce accurately the complex behavior of welded beam-to-column joints with beams of unequal height, which corresponds to a node configuration that is not yet covered in the EC 3 design rules. Based on an experimental program carried out at the University of Coimbra, the relevant components for the column web panel under a non-uniform stress state are characterized, leading to the development of a new design procedure that extends the scope of EC 3-1-8.

Ein Komponenten-Modell für geschweißte Träger-Stützen-Verbindungen mit Trägern ungleicher Höhe.
In vielen praktischen Situationen verbinden bei unterschiedlichen Spannweiten innere Knoten Träger ungleicher Höhe. Entsprechend der in EC 3-1-8 festgelegten Methodik stellt dieser Aufsatz ein Komponentenmodell für eine genaue Nachbildung des komplexen Verhaltens geschweißter Träger-Stützen-Verbindungen mit Trägern ungleicher Höhe vor, was einer Knotenkonfiguration entspricht, die durch die EC 3-Bemessungsregeln noch nicht abgedeckt ist. Auf Grundlage umfangreicher Versuchsserien an der Universität von Coimbra werden die Komponenten für die Stützenstege unter ungleichmäßiger Belastung modelliert, was zur Formulierung eines neuen Bemessungsverfahrens führt, das den Umfang der im EC 3-1-8 dargestellten Möglichkeiten signifikant erweitert.

Punching shear is usually the governing failure criterion when selecting the depth of reinforced concrete footings. Despite the fact that large experimental programmes aimed at the punching strength of slender flat slabs have been performed in the past, only a few experimental campaigns on full-scale compact reinforced concrete footings can be found in the literature. This paper presents the results of an experimental programme including eight reinforced concrete footings with a nominal thickness of 550 mm. These experiments investigated the influence of column size, member slenderness and the presence of compression and shear reinforcement. The tests were performed using an innovative test setup to ensure a uniform soil pressure. The experimental results show that slenderness influences the punching shear strength as well as the effectiveness of the shear reinforcement. The experiments also show that an important interaction occurs between bending and shear for high levels of shear force near the column (the typical case of compact footings or members with large amounts of shear reinforcement). Different continuous measurements recorded during the experimental tests allow a complete description of the kinematics and strains at failure. On that basis, experimental evidence is obtained showing that crushing of the concrete struts near the column is the phenomenon that triggers the punching failure of compact footings.

Über die während der letzten Eiszeit abgelagerten Bändertone, deren gemeinsame bodenmechanischen Eigenschaften und Brauchbarkeit für die Gründung von Bauwerken.

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Die effiziente Planung und Errichtung dauerhafter Bauwerke wird durch die Anwendung von Regelwerken, die auf dem aktuellen Stand der Technik basieren, ermöglicht. Im Brückenbau stehen umfangreiche Richtlinien für Stahlbeton-, Spannbeton-, Stahl- und Stahl-Beton-Verbundbrücken zur Verfügung. Für Holzbrücken gilt das nicht. Für die materialgerechte Planung, den Bau, die Unterhaltung und die Prüfung von Holzbrücken fehlen Regelwerke. Um den daraus resultierenden erheblichen Wettbewerbsnachteil für den Holzbrückenbau aufzuheben, wurde an der Fachhochschule Erfurt das Forschungsvorhaben “Protected Timber Bridges (ProTimB)” initiiert. Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung einheitlicher Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten und eingeführten Regelwerke.
In zwei Beiträgen werden die wichtigsten Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens vorgestellt. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Projekts und präsentiert die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken. Im Fokus stehen dabei die neuen Musterzeichnungen und Hinweise zum konstruktiven Holzschutz. Die neuen Richtlinien für den Entwurf geschützter Holzbrücken unterstützen zukünftig die planenden Ingenieure bei der Konstruktion langlebiger Brücken aus Holz und leisten damit einen Beitrag zur Renaissance des Holzbrückenbaus.

Design, construction and maintenance of modern timber bridges - part 1: design
Efficiency in planning and construction of durable structures is achieved by using regulations based on the current state of the art. In bridge construction, a comprehensive set of rules exists for bridges made of reinforced and prestressed concrete or of steel and steel-concrete-composites. For timber bridges, such rules are lacking. There are no regulations for the design, construction, maintenance and inspection of timber bridges. The research project “Protected Timber Bridges (ProTimB)” has been initiated at the University of Applied Sciences Erfurt to reduce the considerable competitive disadvantages for timber bridges. The project aimed at the development of a unified set of rules for the design, the construction and the maintenance of protected timber bridges according to the existing regulations for other materials.
Two articles are presenting the most important results of this project. The present article gives an overview over the content of the whole project und shows the new set of design rules for protected timber bridges. It focuses on the new sample drawings and the structural protection rules. The new design guidelines support the planning engineers to develop durable and sustainable timber bridges. They contribute to the renaissance of bridge construction using the great material timber.

Bisher gab es für den Bau von Holzbrücken nur unzureichende Vorgaben in den nationalen und europäischen Regelwerken, woraus für den Holzbrückenbau ein erheblicher Wettbewerbsnachteil entstand. An der Fachhochschule Erfurt wurde daher das Forschungsprojekt “Protected Timber Bridges (ProTimB)” initiiert. Ziel dieses Projekts war es, einheitliche Richtlinien für den Entwurf, die Baudurchführung und die Erhaltung geschützter Holzbrücken in Anlehnung an die für die anderen Baustoffe anerkannten Regelwerke zu erarbeiten.
Der erste Teil des Beitrags gibt einen Überblick über die Inhalte des gesamten Forschungsvorhabens und erläutert die neuen Richtlinien für den Entwurf. Der vorliegende zweite Teil fokussiert auf die Bauausführung und die Überwachung, Wartung und Prüfung geschützter Holzbrücken. Damit werden alle Phasen von der Planung über den Bau bis zur Erhaltung einer Holzbrücke ganzheitlich unter den Aspekten der größtmöglichen Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit betrachtet.
Für die Bauausführung wurden “Empfehlungen für Technische Vertragsbedingungen für Holzbrücken - ETV-HolzBr” erarbeitet. Die ETV-HolzBr definieren Anforderungen an das zu verwendende Material sowie an den Holz- und Korrosionsschutz. Der Schwerpunkt liegt in der Zusammenstellung von Vertragsbedingungen für Herstellung, Transport, Lagerung, Lieferung und Montage von Holzbrücken. Ergänzend sind Hinweise zum Bau von Holz-Beton-Verbund- und Grünbrücken aus Holz enthalten.
Zum Thema “Erhaltung” entstanden Musterhandbücher für die Wartung und Prüfung von Holzbrücken, Empfehlungen für die Durchführung einer objektbezogenen Schadensanalyse sowie ein Konzept für einen Weiterbildungslehrgang für das Bauwerksprüfpersonal.

Design, construction and maintenance of modern timber bridges - part 2: construction and maintenance
German and European guidelines contain only insufficient regulations for timber bridges. That lack causes a considerable competitive disadvantage for the construction of timber bridges. Therefore, the research project “Protected Timber Bridges (ProTimB)” has been initiated at the University of Applied Sciences Erfurt. The project aimed to develop unified guidelines for the design, construction and maintenance of protected timber bridges in line with the approved set of rules for engineered structures consisting of other materials.
The first part of the article presents the content of the whole research project and discusses the new guidelines for the design. The second part focuses on the construction, quality control, maintenance and inspection of protected timber bridges. Thereby, the whole life cycle of a timber bridge will be investigated holistically considering maximum durability and high cost-effectiveness.
“Recommendations for technical contractual terms for timber bridges - ETV-HolzBr” have been developed for the construction. That set of rules defines demands on material as well as protection measures for timber and against corrosion. A summary of contractual terms for the production, transport, delivery and assembly of timber bridges represents the main content. Information about the construction of timber-concrete-composite and wildlife bridges complete the regulations.
Concerning the maintenance topic, sample handbooks for maintenance and inspection, recommendations for the analysis of special defects and a further training course for bridge inspectors have been worked out.

Die Bemessungsgrundlagen für den Schubnachweis von Mauerwerk nach DIN 1053-1 Fassung November 1996 stammen aus dem Jahr 1973 und beruhen auf den damals üblichen Steinformaten. In den zugehörigen Bemessungsansätzen sind Annahmen für die konstruktive Ausführung insbesondere hinsichtlich des Überbindemaßes getroffen worden, die mit der heutigen Praxis nur noch teilweise übereinstimmen. Der Nachweisführung nach Norm und in den Zulassungen für großformatige Steine werden vereinfachte Versagenskriterien zugrunde gelegt, so daß zu hinterfragen ist, ob diese auch für Mauerwerk aus großformatigen Steinen in allen Fällen zutreffen.
Am Institut für Massivbau der Technischen Universität Darmstadt wurden die Bemessungsansätze für schubbeanspruchte Wandscheiben auf theoretischer Basis überprüft und überarbeitet. Ergebnis ist ein Neuvorschlag für die Bemessung von Mauerwerk auf Scheibenschub, der die Berücksichtigung unterschiedlicher Steinformate und variabler Überbindemaße gestattet. Die Ergebnisse dieses Bemessungsansatzes wurden mit bestehenden Regelungen verglichen und anhand von Versuchsergebnissen verifiziert.

Bericht über Berechnung und Konstruktion eines 38 cm starken Stahlbetondeckensystems mit zylindrischen Aussparungskörpern von 25 cm Durchmesser.

Bauteilimperfektionen - also aus den verschiedensten Gründen zustande kommende Abweichungen des Bauteils von den bei der Bauteilberechnung zugrunde gelegten Annahmen - werden bisher überwiegend unter dem Gesichtspunkt der Instabilitätserscheinungen betrachtet. Das gilt auch für Bauteile mit kreiszylindrischem Querschnitt. Werden deratige Bauteile an den Stoßstellen durch Rundschweißnähte miteinander verbunden, kann es durch den Schweißverzug zu einer über den Zylinderumfang nahezu gleichbleibenden, meist einwelligen Beule, also einer systematischen Imperfektion, kommen. Die hierdurch bedingte Abminderung der Traglast beim Beulen unter Axialbelastung ist bekannt. Nicht minder gravierend ist aber die Reduzierung der Ermüdungsfestigkeit durch die mit diesen Imperfektionen verbundenen erheblichen Zusatzspannungen unter Axiallasten. Auch mit Rücksicht auf diese Zusatzspannungen sollten bei der Fertigung ermüdungsbeanspruchter Bauteile möglichst kleine Imperfektionen angestrebt werden. In die Regelwerke sollten eindeutige Aussagen über die zulässigen Vorbeulen, und zwar sowohl über die Beulentiefe als auch über die Beullängen, aufgenommen werden.