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In the second half of the 19th Century, in the Austro-Hungarian Empire, concrete, reinforced or not, had difficulties affirming itself against traditional techniques. The scarcity of information and the lack of a complete theory were an obstacle, especially in the case of vaults. In response to this situation, in 1890, inside the Österreichischer Ingenieur- und Architekten-Verein, a Committee, the Gewölbe-Ausschuss, was formed to organize systematic series of loading tests on arches of various dimensions and different materials for bridges and on little vaults for floors: among them, the MONIER system and concrete gave excellent results.

Die Verbreitung von Gewölbebauten aus Beton und Stahlbeton für Brücken und Decken in der österreichisch-ungarischen Monarchie. Die Versuche des Gewölbe-Ausschusses 1890-1892
In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts konnte sich in der Österreich-Ungarischen Monarchie der Baustoff Beton nur langsam gegen traditionelle Bautechniken behaupten. Die Informationsknappheit und das Fehlen einer vollständigen Theorie waren dafür ausschlaggebend, insbesondere bei Gewölben. Als Reaktion auf diese Situation wurde 1890 innerhalb des Österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins ein Komitee, der Gewölbe-Ausschuss, gebildet, um systematisch Reihen von Belastungsversuchen an Gewölben verschiedener Dimensionen und verschiedener Materialien für Brücken und für Decken zu organisieren. Dabei konnten mit dem Monier-System und Stampfbeton hervorragende Ergebnisse erzielt werden.

Da hinsichtlich der Nachweisführung für die charakteristischen Bereiche einer Windenergieanlage (WEA) unter Ermüdungsbeanspruchung aus der Bemessungspraxis verschiedene offene Punkte bekannt sind, wurde im Auftrag des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) der Sachstandsbericht “Ermüdungsverhalten von Beton unter zyklischer Beanspruchung aus dem Betrieb von Windkraftanlagen” [1] erstellt. Ziel der durchgeführten Untersuchungen war die Schaffung einer objektiven Bewertungsgrundlage zur Einstufung der derzeitigen Nachweiskonzepte für zyklische Beanspruchungen aus dem Betrieb von WEA. Dazu wurden theoretische und experimentelle Untersuchungen, die als Grundlage für die in bestehenden Regelwerken verankerten Ansätze dienen, zusammengestellt und bewertet. Darüber hinaus wurden weiterführende Bemessungsansätze aus der Literatur dargestellt und verglichen. Es folgten eigene Vergleichsberechnungen zur Ermüdungsfestigkeit an für WEA spezifischen Beispielen. Basierend auf diesen Untersuchungen wurden abschließend unter Berücksichtigung der speziellen Beanspruchungsszenarien für Bauteile von WEA der weitere Forschungsbedarf aufgezeigt und Empfehlungen für Modellversuche erarbeitet. Im vorliegenden Bericht werden die Untersuchungen und wesentliche Ergebnisse kurz zusammengefasst.

Concrete fatigue behaviour under cyclic loading from the operation of wind turbine generators
When it comes to the verification of characteristic sections in the structures for wind turbine generators under cyclic loading, various questions are known in the current design practice. Thus, the German building authorities “Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt)” commissioned the status report “Concrete fatigue behaviour under cyclic loading from the operation of wind turbine generators” [1]. The intention of the investigations was to establish an objective criterion for the assessment of current design principles for cyclic loading from the operation of wind turbine generators. For this purpose, theoretical and experimental examinations providing a basis for the present approaches in existing codes and regulations were assembled and evaluated. In addition, advanced design approaches from literature were summarised and compared. Following this, comparative calculations concerning the resistance against concrete fatigue for typical impacts from wind turbine generators were performed. Based on these examinations and in consideration of the particular loading scenarios of structures for wind turbine generators, the need for further research was identified and recommendations for theoretical and experimental investigations were developed. The investigations and significant results are summarised in the present report.

Im konstruktiven Brückenbau sind die Instandhaltungsstrategien und die damit verbundenen Investitionskosten von der Bauart, der Qualität und vom Entwurfskonzept abhängig. Heutzutage neigen Brückenbetreiber und Planer beim Bau von Brücken dazu, Lebenszyklusanalysen in ihren Entscheidungsprozess aufzunehmen, um die Gesamtwirkung, die strukturelle Zuverlässigkeit und Langlebigkeit sowie den finanziellen Aufwand zu optimieren. Dennoch führen Bemühungen, die zu erwartenden Lebenserhaltungskosten mittels bewährten Konstruktionsprinzipien zu reduzieren, zu unbekannten Risiken. Permanente als auch kurzfristige Monitoring-Konzepte können die Unsicherheiten neuer Konzepte durch Beobachtung der Leistung der Bauteile während einer vorgeschriebenen Zeitdauer reduzieren. Die Ziele dieser Arbeit sind die Diskussion der wirksamen Einbeziehung von Monitoring-Daten im Modell durch Einflusslinien- und Modellkorrekturfaktoren-Konzepte, die Untersuchung der Funktionalität der Monitoring-Systeme einschließlich Fehlerbehebung und die inverse Ermittlung und Bewertung der Sensor-Eigenschaften und Überwachung der Daten. Die vorgeschlagene Methodik wird an einem bestehenden fugenlosen Dreifeldbrückensystem als integratives Überwachungssystem angewendet.

Novel monitoring techniques for abutment free bridge structures
In structural bridge engineering, maintenance strategies and thus budgetary demands are highly influenced by construction type and quality of design. Nowadays bridge owners and planners tend to include life-cycle cost analyses in their decision processes regarding the overall design trying to optimize structural reliability and durability within financial constraints. However, efforts to reduce maintenance costs over the expected lifetime by adopting well established design principles lead to unknown risks concerning for instance boundary conditions. Smart permanent and short term monitoring concepts can reduce the associated risk of new design concepts by observing the performance of structural components during prescribed time periods. The objectives of this article are the discussion of concepts for (a) the effective incorporation of monitoring data in model updating procedures by means of the influence line and the model correct factor concept, (b) the investigation of the functionality of monitoring systems including error tracking, and (c) the inverse identification and evaluation of sensor properties and monitoring values. The proposed methodology will be applied to an integrative monitoring system applied on an existing three-span joint less bridge structure.

• 60 Jahre Krebs und Kiefer
• BDB-Studentenförderpreis 2011
• 6. Hans Lorenz Symposium für Baugrunddynamik und Spezialtiefbau
• VBI: HOAI-Novelle muss deutlich weiter reichen
• Neuauflage der VBI-VOF-Broschüre

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Herrn Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Die Technologie der Künstlichen Intelligenz (KI) hält derzeit flächendeckend Einzug in Forschung und Praxis aller Branchen. Vorliegender Beitrag greift dies auf, um Hintergründe der KI allgemein sowie speziell für Physik-informierte KI (PIKI) einzuführen. Ausgewählte Beispiele der Berechnungs- und Bemessungspraxis des Stahlbaus veranschaulichen die Anwendung von Physik-informierten Neuronalen Netzen (PINN), wobei spezifische Anforderungen an die Formulierungen des Lernproblems herausgearbeitet werden. PINNs stellen somit eine Alternative zu etablierten numerischen Verfahren unter besonderer Berücksichtigung vorhandener Simulations- und Versuchsdaten dar. Dies erlaubt die Interpretation und Nutzung von PINNs als digitalen Zwilling eines Tragwerks über dessen Lebenszyklus. Die dargestellte PIKI bedingt nicht per se eine Big-Data-Situation und ist damit für die Ingenieurforschung und -praxis interessant. Ein Ausblick auf künftige Anwendungen der KI im Stahlbau rundet diesen Beitrag ab.

Computation and verification of steel constructions using physics-informed artificial intelligence
Currently the technology of artificial intelligence (AI) spreads into research and industry practice of all branches in diverse forms. Given that situation, this article serves to introduce the reader to theoretical background on AI in general as well as to the specific case of physics-informed AI (PIKI). Selected examples from design and verification practice of steel construction then illustrate the application of physics-informed neural nets (PINN) methods, where the specific requirements for the formulation of the learning problem are highlighted. PINN serves as an alternative to established computational methods for design of steel structures and its components using available experimental and simulation data. This enables the interpretation and use of PINNs being the digital twin of a steel structure over its lifecycle. PIKI as presented here does not per se cause a “big data” situation and is therefore interesting for engineering research and practice. This paper eventually gives perspectives on future applications of AI for steel construction.

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The paper describes the design, development and experimental checking of a modified type of structural joint with limited length between concrete segments cast in-situ. The design concept is based on the developed length of an anchorage hook stiffened by transverse reinforcement bars and is particularly suited for the case of in-situ construction of staged box girder bridges, with the intention of possibly using lighter scaffolding.
The studies concentrated on the strength, stiffness and serviceability of the proposed joint are presented. The research work comprises the bending behaviour of reinforced concrete slabs with loop joints with regard to the diameter of the loop bar, loop joint width and ultimate and fatigue load. The results are compared to the behaviour of reinforced concrete slabs without joints. A total of 16 slabs were tested with static and fatigue loading tests. The present paper evaluates the flexural behaviour in static loading tests. The results of fatigue tests have also shown excellent performance.
In the static tests, crack widths and cracking pattern were observed at service load levels, and the ultimate behaviour was evaluated by means of tests to failure.
From the test results, the service performance of the loop joints was confirmed to be similar to slabs without joints. The static loading tests confirm the good performance and effectiveness of this loop joint type under static loading. Details of the loop joint design criteria are also proposed.

Für die Zuverlässigkeit von Brücken ist die Instandhaltung essenziell. Ein wichtiger Bestandteil dieses Prozesses ist die Bauwerksinspektion, in der der Zustand der betrachteten Brücke bewertet wird. Diese Inspektionen folgen aktuell festgelegten Fristen. Aufgrund der begrenzten personellen und finanziellen Kapazitäten für die Instandsetzung von Brückenschäden stellt sich die Frage, welche dieser Schäden prioritär zu behandeln sind. Ein Lösungsansatz ist die Ausfalleffektanalyse (engl. Failure Mode and Effects Analysis, FMEA). Mit der Adaption der Methode soll eine, im Vergleich zu heute, objektivere Priorisierung der Schäden vorgenommen werden. Die Herausforderung besteht darin, die FMEA an die Inspektionsdaten von Brücken zu koppeln. Hierfür wurde eine hohe Zahl an Schadensdaten von Eisenbahnbrücken ausgewertet, die von der DB Netz AG bereitgestellt wurden. Die adaptierte Methode wird als Schadenspriorisierungsanalyse (SPA) bezeichnet, an die Schadenssystematik der DB Netz AG angepasst und schließlich an Schadensdaten von Spannbeton- und Stahlbrückenüberbauten validiert. Für die Bewertung wurden die drei Parameter Bedeutung, Wirksamkeit und Kosten definiert. Das Produkt der drei Parameter gibt Auskunft über die Kritikalität eines Brückenschadens. Trotz ihrer Bauformabhängigkeit ermöglicht die SPA eine objektivere Schadensbewertung. Somit kann sie bei der fundierten Instandhaltungsplanung von Brücken helfen und die Entscheidung der zu priorisierenden Schäden erleichtern.

Damage prioritization analysis for railroad bridges - prioritization of bridge damages at Deutsche Bahn acc. to the principle of FMEA
Maintenance is essential for the reliability of bridges. An important part of this process is the structural inspection, in which the condition of the bridge under consideration is evaluated. These inspections follow currently defined deadlines. Due to the limited personnel and financial capacities for the repair of bridge damage, the question arises as to which of these damages should be treated as a priority. One approach is the Failure Mode and Effects Analysis (FMEA). With an adapted method, a more objective prioritization of the damages is to be carried out compared to today. The challenge is to link the FMEA to the inspection data of bridges. For this purpose, a large number of damage data from railroad bridges provided by DB Netz AG was evaluated. The new method is called damage prioritization analysis (DPA), was adapted to the damage system of DB Netz AG and finally validated on damage data of prestressed concrete and steel bridge superstructures. For the evaluation, the three parameters significance, effectiveness and cost were defined. The product of the three parameters provides information on the criticality of a bridge damage. Despite its dependence on the type of construction, the DPA enables damage to be evaluated more objectively. Thus, it can help in the well-founded repair planning of bridges and simplify the decision on the damage to be prioritized.

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Die Herstellung von Beton für Zwecke des konstruktiven Ingenieurbaus ist europaweit im geregelten Bereich der Bauprodukte in der harmonisierten Norm EN 206 festgelegt. Entspricht Beton nicht den dort spezifizierten Anforderungen, so ist ein gesondertes Nachweisverfahren der Eignung zwar möglich, letztlich aber Entscheidung des beurteilenden Sachverständigen. Die Beurteilung der Eignung von nachträglichen Befestigungen für sicherheitsrelevante Anwendungen in Beton ist in Europa wiederum in der Richtlinie ETAG 001 geregelt. In dieser Richtlinie wird von Standardbeton der Festigkeitsklasse C 20/25 bzw. C 50/60 ausgegangen, welcher der EN 206 entspricht, darüber hinausgehende Anwendungen können nicht mit bestehenden europäisch-technischen Zulassungen bzw. Bewertungen nach dieser Richtlinie abgedeckt werden. Die bei großen Tunnelbauprojekten anfallende Menge an Ausbruchmaterial lässt sich unter bestimmten Bedingungen als Gesteinskörnung für Beton wiederverwerten. Eine offene Fragestellung bleibt jedoch, inwiefern Befestigungselemente, welche für die Anwendung im normkonformen Beton als geeignet angesehen werden, auch in aus Tunnelausbruchmaterial und gemäß Richtlinie “Innenschalenbeton” hergestellten Betonen eingesetzt werden können. Aus diesem Grund wurden Untersuchungen unterschiedlicher Befestigungssysteme in aus aufbereitetem Tunnelausbruchmaterial hergestelltem Innenschalenbeton durchgeführt. Um eine möglichst anwendungsnahe Betrachtung zu gewährleisten, wurde auch Faserbeton in diese Begutachtung mit einbezogen. Aufbauend auf der Materialcharakterisierung werden das Verschiebungsverhalten, das Tragverhalten und spezifische Merkmale der Versagensarten bei unterschiedlichen Befestigungssystemen in unterschiedlichen Innenschalenbetonen miteinander verglichen, um eine Aussage über die Anwendbarkeit dieser Systeme in derartigen Betonen zu erhalten.

Fastening technology in concrete with aggregate from tunnel excavation material
Concrete production for the use in constructional engineering is implemented and harmonized throughout Europe by European standard EN 206. However, does structural concrete not comply with the requirements covered by this standard, experimental validation of properties of hardened concrete by relevant experts is permissible. The approval procedure of post-installed anchors in concrete, in turn, is regulated in the European Technical Approval Guideline ETAG 001. In this guideline, standard concrete with a compressive strength class of C20/25 resp. C50/60 is used as basis for anchor approval procedures. Further applications in different concrete products are not covered by the European Technical Approval Guideline. At large tunnel construction projects large quantities of excavation material are generated, nowadays commonly processed and recycled as aggregate for concrete and typically used in the construction of the tunnel itself. An open-ended question within the topic of material recycling is the suitability of concrete made of recycled aggregate in accordance to the guideline on Inner Shell Concrete for post-installed fastening systems. For this reason, investigations using various post-installed anchor systems in Inner Shell Concrete made of recycled aggregate (Bündner schist from the Brenner Base Tunnel) have been carried out. Due to application-related considerations, evaluation of the post-installed fastening systems was performed in unreinforced as well as in steel and PP fiber concrete. On the basis of material characterization displacement and load bearing behavior as well as specific failure type characteristics of the various fastening systems in different Inner Shell Concretes were compared to obtain an assessment of the applicability of these systems in concrete with aggregate made of tunnel excavation material.

Meilensteine der Bautechnikgeschichte:
Historischer Aufsatz von Fritz Leonhardt: Leichtbau - eine Forderung unserer Zeit. Anregungen für den Hoch- und Brückenbau
mit einem Kommentar von J. Schlaich

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Der Arbeitskreis AK 3.3 "Versuchstechnik Fels" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. erarbeitet Empfehlungen für felsmechanische Laborversuche und Feldversuche sowie Messungen im Gebirge und an Bauwerken. Die vorliegende Neufassung der Empfehlung Nr. 1 behandelt den einaxialen Druckversuch an Gesteinsprüfkörpern und berücksichtigt die Weiterentwicklungen der Prüfmaschinen- und Versuchstechnik seit der gleichnamigen Empfehlung Nr. 1 von 1979. Es werden die Anforderungen an die Prüfeinrichtung und die Prüfkörper sowie die Vorgehensweisen für die Durchführung und Auswertung von einaxialen Druckversuchen festgelegt. Wesentliche Neuerungen bestehen in Optionen, die es ermöglichen, das Verformungsverhalten im Vorbruch-Bereich in reversible (elastische) und irreversible (anelastische) Anteile zu trennen und das Nachbruch-Verhalten zu erfassen. Die häufigsten Anwendungsfälle werden mit 12 Standard-Versuchsoptionen abgedeckt.

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