Das Qualitätsmanagement von Strukturen aus Stahl- und Spannbeton, insbesondere jener von Straßenbrücken unterscheidet sich innerhalb Europas stark von Staat zu Staat. Diese Publikation gibt nicht nur einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik, sondern es wird ein Vorschlag für eine holistische Performance-Bewertung von Brücken aus Konstruktionsbeton vorgestellt. Um die Vorgehensweise bei der Qualitätskontrolle von Straßenbrücken und infolgedessen die Entscheidungsfindung zur Umsetzung von Instandhaltungsmaßnahmen auf einen einheitlichen Standard zu bringen, hat sich das europäsche Forschungsprojekt COST (European Cooperation in Science & Technology) Action TU1406 zum Ziel gesetzt, eine in Europa allgemein gültige Richtlinie zur Erstellung von Qualitätskontrollplänen zu entwickeln. Die COST TU 1406 befasst sich mit der Erhebung der für die Zustandsbeurteilung von Straßenbrücken relevanten Leistungsindikatoren (performance indicators). Um Daten in Bezug auf diese Performance-Indikatoren zu sammeln, wurden die Mitgliedsstaaten der COST Action ersucht, sämtliche Informationen aus bereits in Anwendung befindlichen Dokumenten, wie Richtlinien und Normen, sowie aus Forschungsdokumenten zu erheben. In diesem Beitrag werden die Prozesse hinsichtlich der Erhebung und Dokumentation der Daten sowie deren Evaluierung eingehend beleuchtet. Ein wesentlicher Teil war auch die Homogenisierung und Kategorisierung der Ergebnisse aus den Erhebungen, um in weiterer Folge Performance-Indikatoren zu identifizieren und diese dann sogenannten Key-Performance-Indikatoren zuzuordnen. Die Erhebung der Performance-Indikatoren und die Definition von Key-Performance-Indikatoren waren wesentliche Schritte zur Entwicklung einer standardisierten Richtlinie zur Erstellung von Qualitätskontrollplänen für Straßenbrücken auf europäischer Ebene.

Performance indicators for the assessment of reinforced concrete structures
Quality control management of structural concrete, as well as of concrete road bridges shows a lot of differences within European countries. This article provides not only an overview of the state of the art, but presents also a holistic approach for the performance evaluation of structural concrete. To standardize the method of quality controls in Europe and consequently the decision making of maintenance measures, the purpose of the project COST Action TU1406 was the development of a guideline for the establishment of quality control plans for roadway bridges. It deals with the survey of the relevant performance indicators for the condition assessment of road bridges. To identify data concerning performance indicators, the member countries of the COST Action were asked to extract all information from documents already used by operators, as well as from research documents. The procedure for the collection and documentation of the data and their evaluation is discussed in detail. A major part of the process deals with the homogenization and categorization of the results from the survey, in order to subsequently identify performance indicators and to reduce them to the relevant terms. Furthermore, on the basis of the reduced performance indicators, an evaluation system was developed for the assessment of the condition of road bridges. In order to be able to assess the current state of structures and to estimate the necessary investment costs for its preservation, the grades of the individual performance indicators are used to calculate the overall grades for the so-called key performance indicators. These contents represent a basis and an important step for the further work stages for the development of a standardized guideline for the establishment of quality control plans for roadway bridges in Europe.

For today's railways, the continuous welded rail, which enhances driving dynamics and comfort for passengers, is often the construction method of choice. However, bridges and viaducts, which can be seen as singularities in the railway substructure, still pose a few unsolved problems; the bridge structure deforms under the impacts of thermal variation, creep, shrinkage, train passage and braking. The track-bridge interaction is an important parameter in railway bridge design. Measurement campaigns and research projects have been performed to investigate the interaction process and learn how to predict longitudinal forces in the rail and the concrete slab track. For the construction of long bridges on high-speed railway lines, new computational tools, monitoring systems and enhanced verification methods for tolerable rail stresses on bridges had to be developed. In order to take the modified stiffness conditions and recent findings on rail resistance into account, the verification schemes and safety concepts based on monitoring data have to be revised and performance-based methods need to be developed. The target of this article is to present monitoring- and reliability-based assessment methods for the concrete structure-rail interaction using monitoring and non-linear analysis techniques.

Dynamische Einwirkungen haben auf die Lebensdauer von zahlreichen Strukturen und Systemen einen signifikanten Einfluss. Die Wechselwirkungen zwischen dynamischen Einwirkungen, wie z.B. aus Wind, Fußgängern und Verkehrslasten im Allgemeinen, und Strukturen können die dynamischen Strukturantworten bedeutend erhöhen und die erlaubten Grenzzustände im Betrieb maßgebend überschreiten. Das Ziel dieses Beitrags ist die detaillierte Diskussion der Dämpfungseigenschaften von Tuned Liquid Column Dampers (TLCD) für Rotations-schwingungen von Pendelsystemen. Insbesondere ist die detaillierte Diskussion und Präsentation der experimentell ermittelten Dämpfung der TLCD in Bezug auf die dynamischen Faktoren eines Pendelsystems von Interesse.

Reduction of pendulum oscillations in engineering by using Tuned Liquid Column Dampers
Dynamic effects have a significant impact on lifetime of structures. The interaction between a structure and several dynamic effects such as wind, pedestrians and traffic loads in general, can lead to a significant increase of the dynamic structural response. The objective of this contribution is the detailed discussion of the damping performance of Tuned Liquid Column Dampers (TLCD) for rotational oscillated pendulum systems. In particular, the goals are the detailed discussion and presentation of the experimentally determined damping performance of TLCD's with respect to the dynamic factors of pendulum systems.

Monitoring hat für den Entwurf und die Beurteilung sowohl neuer als auch bestehender Ingenieurtragwerke eine enorme Wichtigkeit. Die praktische Erfahrung und Beobachtungen zeigen, dass Monitoring die Grundlage für neue normative Grundlagen oder effiziente Erhaltungsprogramme liefern kann. Darüber hinaus können Monitoringsysteme erhebliche Instandsetzungskosten und Unannehmlichkeiten infolge von Störungen vermeiden. Dies begründet den erheblichen Forschungsaufwand, um eine effektive Implementierung der aufgenommenen Monitoringdaten in ein numerisches oder analytisches Strukturmodell zu erreichen, welches die Ermittlung eines vom erwarteten Verhalten abweichenden Strukturverhaltens und die Entdeckung eines beginnenden Verschlechterungsprozesses erlaubt.
Dieser Aufsatz behandelt ein Konzept für eine effektive Einbindung einer Monitoringinformation in ein numerisches Modell auf Basis des Konzeptes der Modellkorrekturfaktoren. Insbesondere entstand diese Studie aus den Fragestellungen im Zuge des Forschungsprojektes “Monitoringbasierte Analyse von Integralen Brücken (MAIB)”. Das Forschungsvorhaben MAIB verfolgt Fragestellungen, welche das Tragwerk, die Interaktion zwischen Tragwerk und Bodenkörper, die Stabilität des Bodenkörpers hinter dem Widerlager und den Übergangsbereich zwischen dem Tragwerk und dem Boden im Fahrbahnbereich betreffen.

Monitoring and Influence Lines Based Performance Indicators
Monitoring is of most practical significance for the design and assessment of new as well as of existing engineering structures. Practical experience and observations show that monitoring can provide the basis for new code specifications or efficient maintenance programs. Moreover, monitoring systems can avoid considerable costs of repairs and inconvenience to the public due to interruptions. This gives rise to the need for a thorough investigation to achieve an effective implementation of recorded monitoring data in numerical or analytical structural models that allow the detection of a deviant behavior from the proposed and the detection of initial deterioration processes. This study attempts to derive a concept for the effective incorporation of monitoring information in numerical models based on the concept of model correction factors. In particular, these studies are performed on the abutment free bridge structure S33.24 that has been proof loaded in February 2010 and monitored since December 2008. A merit of models derived based on monitoring data is that they are directly related to performance indicators which can be used for the assessment of the existing structural capacity and for an efficient life cycle analysis.

The experimental results for quasi-brittle materials such as concrete and fibre-reinforced concrete exhibit high variability due to the heterogeneity of their aggregates, additives and general composition. An accurate assessment of the fracture-mechanical parameters of such materials (e.g. compressive strength fc and specific fracture energy Gf) turns out to be much more difficult and problematic than for other engineering materials. The practical design of quasi-brittle material-based structures requires virtual statistical approaches, simulations and probabilistic assessment procedures in order to be able to characterize the variability of these materials. A key parameter of non-linear fracture mechanics modelling is the specific fracture energy Gf and its variability, which has been a research subject for numerous authors although we will mention only [1, 2] at this point. The aim of this contribution is the characterization of stochastic fracture-mechanical properties of four specific, frequently used classes of concrete on the basis of a comprehensive experimental testing programme.

After more than 30 years of planning, construction of the Biel East city bypass started on 3 December 2007. The biggest challenge of this project was tunnel excavation in a zone of soil-like material with a length of 2 × 1,000 m, with extremely heterogeneous and variable geological conditions. The main tunnels were excavated by an earth pressure balance machine (diameter 12.56 m), and the cross passages (every 300 m) were constructed by conventional tunnelling methods with shotcrete support. In zones where fully saturated sands prevail (“Alte Schwemmsande”), brine ground freezing techniques were used. In order to prevent overloading of the main tunnels due to freezing pressures, these were supported by a combination of steel frames and dowel pins. Back analyses based on measured displacements of the segmental lining led to the conclusion that freezing pressures did not develop to the extent anticipated under the given ground conditions.
Nach über 30-jähriger Planungsgeschichte erfolgte am 3. Dezember 2007 der Spatenstich zur Umfahrung Biel Ostast. Die größten Herausforderungen stellten die Vortriebsarbeiten im Bereich des Lockermaterials dar. Über eine Strecke von fast 2 × 1.000 m zeigten sich die geologischen Verhältnisse äußerst heterogen und stark wechselhaft. Bei der Herstellung der Haupttunnelröhren kam eine Erddruckschildmaschine (-12,56 m) zum Einsatz. Die in einem Abstand von 300 m angeordneten Querschläge wurden in konventioneller Bauweise mit einer Teilschnittmaschine und Spritzbetonsicherung aufgefahren. In den Bereichen der wassergesättigten Schwemmsande bediente man sich der Bodengefriertechnik, wobei das Solegefrierverfahren zur Anwendung kam. Um die bestehenden Haupttunnelröhren vor einer aus dem Eisdruck entstehenden Überbeanspruchung zu schützen, sah man als Sicherungskonzept eine Kombination aus Schubdübel und Stahlrahmen vor. Rückrechnungen im Hinblick auf die wahrgenommenen Verformungen an der Tübbingschale brachten die Erkenntnis, dass die befürchteten Eisdrücke in der vorherrschenden Geologie nur zu einem geringen Maß auftreten.

Über Entwurf, Konstruktion und Berechnung des 74 m hohen Bürohochhauses in Ludwigsburg.

Es wird anhand eines Rechenbeispieles gezeigt, dass die Größe von Zwangbeanspruchungen in Stahlbeton- und Spannbetontragwerken wesentlich von der zur Schnittkraftermittlung gewählten Berechnungsmethode abhängig ist und dass in Sonderfällen - z. B. zur Tragfähigkeitsbeurteilung älterer Bauwerke - eine nichtlineare Berechnung zur realistischen Erfassung von Zwangbeanspruchungen sinnvoll sein kann.

Investigations on the Influence of Calculation Methods on the Dimension of Constraint Stresses in Reinforced Concrete Structures
A calculation example shows, that the dimension of constraint stresses in reinforced concrete structures depends siginificantly on the calculation method used for the evaluation of stress-resultants. In particular cases - e.g. assessment of the load-bearingcapacity of older buildings - a nonlinear calculation is reasonable to have a realistic assessment of the contraint stresses.

Anders als bei Stahl- und Spannbetontragwerken, bei denen die im Verbund liegende Bewehrung die Schwindverkürzung kaum vermindert, führt der größere Stahlanteil bei WIB-Überbauten zu einer spürbaren Verringerung dieser Größe. Im folgenden wird ein Rechenverfahren zur Ermittlung des wirksamen Schwindmaßes vorgestellt.

WIB-Tragwerke werden häufig als Eisenbahnbrücken mit Einfeld- und Durchlaufträgersystem kleinerer Spannweiten ausgeführt, weil sie ohne Traggerüst ausgeführt werden können. Für die Schnittkraftermittlung und Bemessung dieser Plattentyps werden die anzusetzenden Steifigkeiten und Werkstoffkennwerte in Längsrichtung (Walzträger) und Querrichtung (Stahlbeton) angegeben. Hierbei dürfen die Schnittgrössen und Verformungen nach der linearen Elastizitätstheorie berechnet werden, während sowohl in Längs-(Verbundquerschnitt) als auch in Querrichtung (Stahlbetonquerschnitt) nach dem Traglastverfahren berechnet werden muss.

In der vorgestellten Studie zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit älterer parallelgurtiger Spannbetonbrücken werden die aus Querkraftversuchen resultierenden cot &thgr;-Werte mit den normgemäßen Werten und den an einem alternativen Rechenmodell ermittelten cot &thgr;-Werten verglichen. Die Ergebnisse der Studie gelten nur für den Sonderfall einer senkrechten Querkraftbewehrung (&agr; = 90°).

A study to determine the shear capacity of older prestressed concrete bridges based on test results
In the presented study to determine the shear resistance of older prestressed concrete bridges with parallel girders the cot &thgr; values resulting from shear experiments will be compared with the standard values and values determined on an alternative computing model. The results of the study apply only to the special case of a vertical shear reinforcement (&agr; = 90°).

Es wird ein Rechenmodell vorgestellt, das zur Vorbemessung beim Nachweis der Querkrafttragfähigkeit älterer parallelgurtiger Spannbetonbrücken angewendet werden kann. Das Nachweisverfahren leitet sich aus dem Prinzip vom Minimum der Formänderungsenergie ab und berücksichtigt den Betontraganteil der Querkrafttragfähigkeit über den rechnerischen Ansatz einer begrenzten Mitwirkung der Betonzugfestigkeit.
A model for pre-designing the shear bearing capacity of elder prestressed bridges
It is presented a structural model that can be applied for pre-designing for the assessment of the shear bearing capacity of elder prestressed concrete bridges. The design procedure is derived from the principle of the minimum of strain energy and takes into account the part of concrete bearing capacity of the shear bearing capacity with a design approach of a limited involvement of the concrete tensile strength.

Es wird ein Rechenverfahren vorgestellt, mit dem der kriechbedingte Abbau von Zwangschnittgrößen für beliebige stetig zunehmende Zeit-Setzungsverläufe berechnet werden kann. Die primäre Zielsetzung des Verfahrens ist die Bestimmung des quantitativen Kriecheinflusses auf die Setzungsschnittgrößen bei der Nachrechnung bestehender Bauwerke mit bekannten Setzungsverläufen. An einem Beispiel wird die Anwendung des Rechenverfahrens auf einen konkreten Nachweisfall gezeigt.

About the Calculation of Creep-related Relief of Restraint Forces out of Settlements
A method is presented here with which it is possible to calculate the creep-related relief of restraint forces in sections for any settlement processes that constantly increase over time. The chief aim of this method is to determine the quantitative influence of creep on the settlement forces in sections when analysing existing structures with known settlement patterns. The application of the method of calculation is demonstrated in an example based on a specific case.

Ziel dieses Artikels ist es, am Beispiel eines Doppellenkerkrans einen Betriebsfestigkeitsnachweis mit anschließender Beurteilung der voraussichtlichen Restnutzungsdauer unter der Annahme des Nennspannungskonzeptes zu führen. Um dieses vielseitige Problem zu lösen, wurde der Nachweis in mehrere Teilaufgaben gegliedert. Ein Rechenbeispiel wird anhand eines Bauteils des Kranes geführt. Für die abschließende Beurteilung der gesamten Konstruktion wird der Nachweis an acht weiteren Stellen der Konstruktion auf Basis des Rechenbeispiels geführt.

Calculation of the remaining useful life of a double jib crane.
The scope of this paper is to carry out a fatigue strength analysis with subsequent assessment of the expected remaining useful life, under the assumption of the rated voltage concept, with the example of a double jib crane. To solve this problem a proof has been divided into several subtasks. A sample calculation is performed on the basis of a component of the crane. For the final assessment of the overall construction, the check is carried out at eight other locations of the construction on the basis of the calculation example.

Zur Beurteilung der Zuluftverteilung durch einen komplexen Luftdurchlaß werden experimentelle Untersuchungen durchgeführt und die Daten mit Ergebnissen der numerischen Strömungssimulation (CFD) verglichen. In den CFD Berechnungen wird die gesamte Durchlaßgeometrie sehr detailgetreu berücksichtigt und die Durchströmung des Anschlusskastens mitberechnet. Experimentelle Untersuchungen zur Geschwindigkeitsverteilung werden im Aufenthaltsbereich als auch im Nahfeld des Durchlasses durchgeführt. Der untersuchte Dralldurchlaß erzeugt ein komplexes Strömungsbild und es bilden sich instationäre Strukturen in der induzierten Raumluftströmung. Die berechneten Raumluftgeschwindigkeiten und die Geschwindigkeitsverteilung im Nahfeld des Durchlasses stimmen weitgehend mit experimentellen Daten überein. Es zeigt sich jedoch, daß das gewählte Turbulenzmodell die im Experiment auftretenden großskaligen Wirbelstrukturen nicht wiedergibt. Zusätzlich hat sich gezeigt, daß eine einfache Modellierung des Lochblechs als Quellterm in der Impulsgleichung nicht ausreichend ist.

Thermische Umgebungsbedingungen in Räumen und Fahrzeuginnenräumen weisen sehr komplexe Strukturen auf und sind fast immer asymmetrisch. Zur Bewertung des thermischen Komforts sind Modelle notwendig, die eine Auflösung der lokalen Umgebungseinflüsse ermöglichen. Für diese Aufgabenstellung wurde ein physiologisches Komfortmodell basierend auf dem Tanabe -Modell in der objektorientierten Programmiersprache Modelica erstellt. Die Überführung der physiologischen Größen in eine Komfortbewertung wird durch ein nachgeschaltetes psychologisches Modell basierend auf dem Ansatz von Zhang erreicht. Das Gesamtmodell für die Vorhersage des thermischen Komforts wird in einem Optimierungsprozess anhand umfangreicher experimenteller Daten, die in einer generischen Flugzeugkabine ermittelt wurden, kalibriert. Detailinformationen der komplexen Umgebungsbedingungen werden durch eine Kopplung zwischen dem Komfortmodell und einer dreidimensionalen Strömungssimulation in ANSYS CFX, V. 11.0 bereitgestellt.

Evaluation of thermal comfort at inhomogeneous environmental conditions.
Thermal ambient conditions in rooms and cabins and vehicles show very complex and asymmetrical structures. The evaluation of the thermal comfort requires models, which allow a local resolution of the transient environment. Therefore a physiological comfort model based on the Tanabe model is programmed in the object oriented programming language Modelica. The conversion of the physiological results of the Tanabe model is handled by a psychological model similar to the approach of Zhang. The thermal comfort model is calibrated to a large experimental dataset in an automated optimization process. A coupling between the comfort model and a three dimensional flow simulation using the commercial flow solver ANSYS CFX, V. 11.0 gives detailed information of the local ambient conditions.

Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Das Ziel der nachhaltigen Bereitstellung eines gesunden Innenraumklimas bestimmen Forschung und Lehre am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen University. Computergestützte Analyse- und Simulationstechniken sind wichtige Werkzeuge, um ein energieeffizientes und umweltfreundliches Bauen, Sanieren und Betreiben von Gebäuden und Quartieren mit allen seinen komplexen Wechselwirkungen im Gesamtsystem umzusetzen. Die Studierenden werden in die Grundlagen der Modellbildung und Simulation eingeführt. Dabei deckt das Lehrangebot die Betrachtung aller Lebenszyklusphasen des Gebäudes ab. Die Kenntnisse können in Abschlussarbeiten weitergehend vertieft werden. Die entwickelten Werkzeugketten und Open-source-Bibliotheken des Instituts garantieren eine gute Handhabbarkeit der Softwaretools ohne zu lange Einarbeitungszeiten für die Studierenden.

Use of software tools at the Chair of Building and Indoor Climate Technology at RWTH Aachen University - Series: Building simulation and calculation tools in teaching
This series of articles presents the use of computer programs in university teaching of building physics and building technology for architects and civil engineers.
The goal of sustainably providing a healthy indoor climate determines research and teaching at the Chair of Building and Indoor Climate Engineering at RWTH Aachen University. Computer-aided analysis and simulation techniques are important tools for implementing energy-efficient and environmentally friendly construction, retrofitting and operation of buildings and neighborhoods with all their complex interactions in the overall system. Students are introduced to the fundamentals of modeling and simulation. The course covers the consideration of all life cycle phases of the building. The knowledge can be further deepened in final theses. The developed tool chains and open source libraries of the institute guarantee a good manageability of the software tools without too long training periods for the students.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Für Knotenverbindungen mit großen geschweißten Kastenprofilen - wie im Kesselgerüstbau erforderlich - wird im vorliegenden Beitrag ein Nachweisformat vorgestellt. Als Beispiel dient ein Knoten an einer Stütze mit Anschluss zu zwei Riegeln und vier Diagonalen. Die Annahmen für die Aufteilungen der Schnittgrößen im Knotenbereich sind in Bildern und Formeldarstellungen für ein Tabellenkalkulationsprogramm dargelegt. Zusätzliche tabellarisch aufgeführte Zahlenwerte ermöglichen anhand des fiktiven Beispiels eine Kontrolle des Berechnungsalgorithmus. Der komprimierte Berechnungsgang leitet zu einer ausführlichen praktischen Anwendung an.

Conclusive calculation algorithm for rigid connections with welded box sections.
For the construction of nodes with large welded plates in kind of rectangular profiles, as for example required for racks in power plants, a calculation algorithm is presented. The geometry of a node is determined by a column with two girders and four struts. The assumptions for the distribution of the internal forces in the region of the nodes are shown in kind of figures and formulas for a table calculation program. The calculation algorithm can be checked by given values for a fictitious example. For a practical application it is recommended to distribute the calculation over several sheets in the table calculation program by supplementing this with explaining text. Furthermore, it is also recommended to check the complex geometry of the schemes as shown in figures 1 and 2 after input of the parameters by a plot.

Seit über 40 Jahren besteht ein logisches und erfolgreiches Berechnungsverfahren für Tragwerke aus zusammengesetzten Scheiben. Es stellt eine Erweiterung der technischen Biegelehre für die Berechnung biegesteifer prismatischer Faltwerke unter Berücksichtigung der Querschnittsverformungen dar. Die Entstehung der sogenannten Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB) und die Leistungen dieses Berechnungsverfahrens werden hier anhand schematischer Skizzen erläutert.

Generalized Beam Theory - A classification with respect to static calculation methods
Since more than 40 years a logical and successful method of analysis for structures combined of several plates exists. The method is an extension of the Engineer's Beam Theory for the calculation of rigid prismatic folded structures while allowing for changes of cross sections. The history of the so called Generalize Beam Theory (GBT) and the performance of this calculation method are illustrated by schematic diagrams.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Für die Stabilitätsnachweise von Tragwerken nach dem Ersatzstabverfahren werden die Knicklängen der Stäbe benötigt. Die exakte Bestimmung der Knicklängen ist auch für einfache Systeme mit einem erheblichen Rechenaufwand verbunden. Auf der Basis von Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. MS-Excel) werden für vier charakteristische Tragsysteme die Eigenwertmatrizen erstellt. Ziel dieser Aufbereitung ist, Näherungslösungen und Abschätzungen von Knicklängen entbehrlich zu machen.

Keine Kurzfassung verfügbar.