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In Magdeburg wurde eine vierspurige Erschließungsstrecke gebaut, die bis auf wenige Meter an die bestehende Meßwarte eines Umspannwerkes heranrückt. Da die Meßwarte erschütterungsempfindliche Meßgeräte enthält, war durch projektbegleitende Untersuchungen sicherzustellen, daß zu keinem Zeitpunkt ein erschütterungsbedingter Ausfall der Geräte zu befürchten ist. Der Aufsatz gibt einen Überblick über die Systematik des Vorgehens - Ermittlung der Erschütterungsverträglichkeiten, Beweissicherungsmessungen, Erschütterungsprognose, Überwachungsmessungen, Abnahmemessungen. Diese Systematik ist über das spezielle Projekt hinaus auf andere Baumaßnahmen in sensiblem Umfeld übertragbar.

In diesem Beitrag wird der Einfluss von drei unterschiedlichen Lastaufbringungsarten im Rahmen von Dauerlastversuchen an Verbunddübeln untersucht. Diese unterscheiden sich in der Gleichmäßigkeit der aufgebrachten Dauerlast und ihrer Regelung über die Versuchszeit, sind aber alle für die Durchführung zulässig. Da die aufgebrachte Dauerlast in direktem Zusammenhang mit den gemessenen Verschiebungen steht, welche auf eine Nutzungsdauer von derzeit üblicherweise 50 Jahren extrapoliert werden, soll der Einfluss unterschiedlicher Lastaufbringungsarten auf die Verschiebungsprognose untersucht werden. Da gegenwärtig eine verlängerte Nutzungsdauer immer mehr an Bedeutung gewinnt, sind mögliche Einflüsse im Zuge der Versuchsdurchführung auf die Extrapolation von Relevanz. Die so gewonnenen Erkenntnisse in Bezug auf die Art der Lastaufbringung und deren Einfluss auf die Prognose können unter Umständen für die Erarbeitung von Prüfrichtlinien für eine verlängerte Nutzungsdauer herangezogen werden.

Influence of different load application mechanisms on displacement extrapolation of bonded fasteners
The influence of three different load application mechanisms for sustained load testing on bonded fasteners is investigated in this contribution. These vary in terms of constancy of applied load and their readjustment during testing. However, all of them are permissible for sustained load tests on bonded fasteners. Since the applied load is directly connected to the measured displacements, which are extrapolated up to the desired design working life of 50 years, the influence of different load application mechanisms on the displacement prediction is investigated. An extended design service life is currently gaining more importance and therefore the estimation of possible influences during testing on the extrapolation is relevant. Consequently, obtained knowledge in terms of the effect of different load application mechanisms on the prediction could be helpful for the development of testing guidelines for an extended design working life of bonded fasteners.

Im Bauwesen findet die Verwendung von Faserverbundkunststoffen (FVK) immer mehr Anwendung. Im Speziellen werden Bewehrungsstäbe aus Carbonfasern vermehrt im Bauwesen eingesetzt, da diese resistent gegenüber Korrosion sind und für den Anwendungsfall sehr gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Jedoch müssen bei der Verwendung von Carbonstäben wesentliche Eigenschaften beachtet werden, um sie effizient und ihrem hohen Leistungspotenzial entsprechend einzusetzen. Nach einem geschichtlichen Überblick zur Verwendung von FVK-Stäben im Bauwesen werden in diesem Beitrag wesentliche mechanische Merkmale und grundlegende Mechanismen von Carbonstäben vorgestellt. Zusätzlich erfolgt ein Ausblick auf das Zug- und Verbundtragverhalten von Carbonstäben.
In geplanten Folgebeiträgen wird aufbauend auf den hier vorgestellten grundlegenden Informationen ausführlich auf das Zug- und Verbundtragverhalten von Carbonstäben eingegangen.

Rebars made of carbon fibres for the use in civil engineering: part 1: fundamental material characteristics
Nowadays, the request for non-metallic reinforcement for buildings, bridges or many other structures is increasing daily. Especially reinforcements made of carbon fibers are highly recommended for civil engineering. Those fibers are resistant against any kind of corrosion. Moreover carbon fibers offer high tensile strengths. But by designing and constructing with carbon reinforcements some crucial facts have to be considered to achieve an optimized structure. In this paper some important aspects by construction with non-metallic rebars will be presented. The main focus is on rebars made of carbon fibers, because those rebars show a high potential for civil engineering. Therefore the principal material behavior is described. Moreover an outlook for further investigations will be obtained. Especially the tensile and the bond behavior will be pointed out in detail in following papers.

Die Messe Frankfurt lobte im Jahr 2008 einen Architekturwettbewerb für den Entwurf der Neugestaltung der Eingangssituation zum Messegelände aus. Für die Tore Süd und Nord sollten jeweils ein Wachgebäude und eine Überdachung als Ersatz für die bisherigen provisorischen Wachcontainer entworfen werden. Ziel war es, zum einen das Wachpersonal besser vor Wind und Wetter zu schützen und zum anderen die neuen Zufahrten als ein weithin sichtbares Zeichen zu akzentuieren.
Der Siegerentwurf des Architekten Ingo Schrader, Berlin, der in enger Zusammenarbeit mit den Tragwerksplanern Bollinger Grohmann entstand, sah für die beiden Standorte jeweils ein kreisförmiges Dach von ca. 25 m Durchmesser vor, das auf pyramidenförmigen Stützen ruhte (s. Bild 3). Ein Kreis bietet eine maßstabslose, signifikante Form. Innerhalb der Rechteckbauten der Messe hebt sie sich ab und harmoniert mit der Vielzahl von unregelmäßigen geometrischen Formen der Verkehrsbauwerke und den unterschiedlichen Richtungen, die an den Standorten der Messetore zusammenlaufen.
So bildet die Dachform Orientierung und ein Zeichen für das Messegelände, das sowohl auf dem Lageplan als auch räumlich funktioniert. Daher wurde für beide Standorte die gleiche Dachform gewählt, die sich jedoch in ihrem Tragwerk sichtbar individuell an die jeweilige Situation anpasst. Die Tragstruktur des Daches wurde mithilfe eines Rechenmodells generiert, das die Anordnung und Bauhöhe der Träger ausgehend von den möglichen Stützenstandorten und dem sich daraus ergebenden Kräfteverlauf ermittelte.
Der Entwurf für ein weiteres Dach mit einem rechteckigen Grundriss für das Tor West folgte unmittelbar im Anschluss an den Wettbewerbsgewinn. Im weiteren Verlauf wurde die Realisierung der Dächer der Tore West und Süd zurückgestellt und zunächst nur der Entwurf für Tor Nord weiterentwickelt.

Bei der genieteten Rheinbrücke in Eglisau wurde über einen Zeitraum von einem Jahr ein Monitoring durchgeführt. Die mittels Rainflow-Analyse ausgewerteten Messwerte dienten als Grundlage für den Nachweis der Ermüdungssicherheit. Die Messquerschnitte sind in der Regel nicht identisch mit den Nachweisquerschnitten, weshalb die gemessenen Dehnungen bzw. Spannungen in die für den Nachweis maßgebende Nietlage des Nachweisquerschnittes umgerechnet wurden. Die hierfür erforderlichen Umrechnungsfaktoren wurden rechnerisch am statischen Modell ermittelt. In einem ersten Schritt wurde die Dauerfestigkeit für die ermüdungsbeanspruchten Bauteile untersucht. Für die Bauteile mit ungenügender Dauerfestigkeit wurde anschließend eine Schadensakkumulationsberechnung nach Palmgren-Miner auf Basis der für genietete Konstruktionsdetails geltenden Wöhlerkurven durchgeführt. Basierend auf den Messwerten aus dem Monitoring konnte schließlich für die Nietkonstruktion eine genügende Ermüdungssicherheit und für das maßgebende Bauteil eine weitere Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren nachgewiesen werden.

Fatigue safety of riveted bridges - Part 2: Verification based on the monitoring data of the project “Railway Bridge at Eglisau“.
Long term monitoring over one year has been conducted on the riveted Railway Bridge over the Rhine at Eglisau. Measured values were exploited by rainflow analysis and served as the basis for the verification of fatigue safety. As the locations of measurements are generally not identical with the cross sections of verification, measured strains respectively stresses, were extrapolated to the relevant verification cross section by means of factors that were obtained by structural analysis. Using these values, all fatigue relevant structural details were first verified with respect to the fatigue limit. Then, damage accumulation calculation according to the Palmgren-Miner rule and based on Wöhler curves for riveted details was performed for those structural details where the fatigue limit check was not fulfilled. Sufficient fatigue safety could finally be verified for the whole riveted structure and an additional service life of at least 50 years for the most fatigue relevant structural element.

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In Stahl-Beton-Verbundträgern des Hochbaus treten Zugbeanspruchungen und Abhebewirkungen in der Verbundfuge zwischen Stahlträger und Betongurt in der Regel mit vergleichsweise kleinen Lastordinaten (verglichen mit der Abscherbeanspruchung) auf, sodass diese vertikal zur Verbundfuge wirkenden Beanspruchungen im Allgemeinen nicht bemessungsrelevant werden. Dies gilt allerdings nicht, wenn einzelne Verbundmittel oder Verbundmittelgruppen zur planmäßigen Verankerung von Zugkräften in Betongurten herangezogen werden. Während das Zugtragverhalten von Verankerungen mit konventionellen Verbundmitteln wie Kopfbolzendübeln bereits umfassend erforscht ist, fehlen entsprechende Untersuchungen und Tragmodelle für Verbunddübelleisten bislang. Dies gilt insbesondere für das Verankerungsverhalten von Verbunddübelleisten in schlanken und gerissenen Betongurten. Im vorliegenden Beitrag werden Zugversuche an puzzleförmigen Verbunddübeln in schlanken Betongurten beschrieben, bei denen neben verschiedenen Bewehrungsführungen insbesondere der Einfluss unterschiedlicher Längsspannungszustände (Längsdruck, Längszug und Rissbildung) im Betongurt untersucht wurde. Hierzu wurden eigene Versuchsstände entwickelt. Die durchgeführten Versuche wurden mithilfe eines dreidimensionalen, nicht linearen Finite-Elemente-Modells simuliert und analysiert. Abschließend wird ein Ingenieurmodell zur Berechnung der Bruchlast von einzelnen Verbunddübeln und Verbunddübelgruppen in bewehrtem und unbewehrtem Beton vorgestellt.

Anchoring behavior of composite dowels in slender concrete chords
Usually, lifting and tensile stresses between the steel profile and the concrete slab of steel-concrete composite beams are unplanned and have comparatively small load ordinates compared to the transferred shear forces. That is why, these vertically lifting forces are generally not relevant for the dimensioning of the composite joint. But, this does not apply if shear connectors are systematically used for the anchorage of tensile forces. While the anchorage behavior of conventional shear connectors, like headed studs, is already extensively studied, appropriate investigations on the anchorage behavior of composite dowels are lacking so far, especially for composite dowels in slender and cracked concrete chords. In this paper, the anchorage behavior of an innovative, puzzle-shaped composite dowel is investigated in cracked and uncracked concrete chords. Besides different arrangements of reinforcement, the influence of different longitudinal stress levels in the concrete slab (tensile stress, compressive stress) is explored, in particular. To this end, own test setups were developed. All tests were recalculated using a three-dimensional, nonlinear finite element model. Finally, an engineering model for the calculation of the load bearing capacity of single composite dowels and composite dowel groups in reinforced and unreinforced concrete is presented.

Die Untersuchungen zum Abrasionsverhalten dünner Mörtelschichten mit textilen Bewehrungsstrukturen zeigen, daß die Abrasionsfestigkeit sowohl von der Art der textilen Struktur als auch vom Faservolumengehalt abhängig ist. Eine deutliche Verbesserung des Verschleißwiderstands stellt dabei der kombinierte Einsatz von oberflächennaher textiler Struktur und Kurzglasfaserbewehrung dar, wobei Reduzierungen des Materialabtrags bis zu 50 % gegenüber unbewehrten bzw. nur strukturbewehrten Betonoberflächen erzielbar sind. Das differenzierte Verschleißverhalten kann ferner durch den Einsatz verschiedener Feinbetonmatrices und Bewehrungsmaterialien beeinflußt werden. Feinbeton und textile Strukturen sind dabei aufeinander abzustimmen und je nach Einsatzzweck und Belastungsform zu optimieren.

Bei teilweise vorgefertigten Stahlbetonwänden mit Ortbetonergänzung und integrierter Wärmedämmung erfolgt die Verbindung des innen- und außenseitigen Betonquerschnitts meistens durch Gitterträger mit Diagonalen aus nichtrostendem Betonstahl. Die Gitterträger bewirken unter anderem eine schubweiche Kopplung der beiden Wandschalen, die bei der Weiterleitung von rechtwinklig zur Wandebene wirkenden Lasten (Wind oder Erddruck) und bei Temperaturänderung sowie unterschiedlichem Schwinden des innen- und außenseitigen Betonquerschnitts zum Tragen kommt. Nachfolgend werden die hieraus folgenden Beanspruchungen der äußeren Wandschale und der Gitterträger erläutert, die maßgebend für die Bemessung dieser Bauteile sind.

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An der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur/Schweiz wurden sehr dünne, leistungsfähige Betonplatten entwickelt: der Beton ist - in vier oder mehr Lagen und orthogonal - ausschließlich mit vorgespanntem Carbon bewehrt. Diese Betonplatten werden als Halbzeuge in drei Standardstärken und in großen Formaten industriell hergestellt, projektspezifisch zugeschnitten und individuell bearbeitet. Eingesetzt werden sie unter anderem als Konstruktionselemente für sehr leichte und nachhaltige Brücken für den Langsamverkehr. Die erste Brücke dieses Typs wird in diesem Beitrag vorgestellt; sie überquert seit Oktober 2016 in Winterthur die Eulach.
Die Brücke hat bei einer Spannweite von 7,60 m und einer lichten Weite von 2,16 m ein Gewicht von ca. 3200 kg. Bezogen auf die Nutzfläche (ca. 190 kg/m2) entspricht das dem Gewicht einer leichten Stahlbrücke. Eine konventionelle Stahlbetonbrücke wäre rund vier- bis fünfmal schwerer geworden. Der innovative Baustoff und die Konstruktion der Eulachbrücke reduzierten den Ressourcenverbrauch signifikant, etwa um den Faktor 5.

Extremely lightweight bicycle bridge from prestressed carbon-concrete in Winterthur/Switzerland
Very thin concrete slabs reinforced by four or more orthogonal layers of highly prestressed carbon were developed at the Zurich University of Applied Sciences ZHAW in Winterthur. They are produced industrially in three standard thicknesses and in large standard slab sizes. In a separate process they are cut and machined to individual project specifications. The slabs can be used as load carrying elements in very lightweight and sustainable pedestrian bridges. This paper presents the first bridge of this type. Since October 2016 it crosses the river Eulach in Winterthur.
With a span of 7.60 m and a clear width of 2.16 m the carbon concrete bridge weighs approximately 3 200 kg. Related to the usable area its weight of 190 kg/m2 corresponds to that of a light steel bridge. A conventional reinforced concrete bridge would have been 4 to 5 times heavier. Due to the innovative, prestressed carbon concrete slabs the resource consumption could be significantly reduced, approximately by a factor of 5.

Brandprüfungen stellen die derzeit einzige Methode dar, um die brandschutztechnische Wirkung eines Tunnelbauteils zu bestimmen. Der folgende Aufsatz gibt dem Leser einen Überblick über die derzeitige Vorgehensweise bei Tunnelbrandprüfungen.
Zunächst werden übliche Brandkurven, die Brandszenarien in Tunnelbauwerken abbilden, vorgestellt. Darauf aufbauend werden die speziellen Anforderungen an den Prüfstand beschrieben, die zur genauen Ansteuerung der Brandkurven erforderlich sind. Dabei wird unter anderem auf die Schwierigkeit verwiesen, den schnellen Temperaturanstieg innerhalb der ersten Minuten eines Vollbrandszenarios nachzubilden. Es werden Ausführungen zur versuchstechnischen Anordnung der Temperaturmesstechnik in den Betonprobekörpern dargestellt, die zur Bestimmung des Durchwärmungsverhaltens erforderlich sind.
Anschließend werden die relevanten Bewertungskriterien der brandschutztechnischen Wirksamkeit eines Betonbauteils und die Ermittlung der dazu erforderlichen Kenngrößen beschrieben. Als wesentlich sind dabei die Bestimmung der Betonabplatzungen und des Masseverlustes, die Ermittlung des Durchwärmungsverhaltens sowie der Nachweis der Standsicherheit zu nennen. Ergänzend werden Versuchsergebnisse vorgestellt, die den Einfluss von zusätzlichen mechanischen Einwirkungen zur Simulation von realen Schnittgrößen auf den Schädigungsgrad deutlich zeigen.

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Im AiF-FOSTA-Forschungsprojekt P1020 [1] wurde ein neues Bemessungsmodell für Schweißverbindungen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurde ein Kleinteilversuch an Flachzugproben konzipiert, mit dessen Hilfe verschiedene Einflüsse auf die Festigkeit und das Verformungsvermögen der Nähte untersucht wurden. Hierzu gehören solche aus dem Grund- und Schweißzusatzwerkstoff, der Abkühlgeschwindigkeit und der Anzahl der Schweißlagen. Im folgenden Beitrag werden das Bemessungsmodell und dessen Eingangsparameter beschrieben. Nach einer Charakterisierung der untersuchten Stähle und Schweißzusatzwerkstoffe wird der Kleinteilversuch zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte erläutert. Im Anschluss folgen Parameterstudien, im Rahmen derer wesentliche Einflussgrößen auf die Eigenschaften von Schweißnähten untersucht werden. Auf Basis statistischer Auswertungen werden Schweißnahtfestigkeiten in Abhängigkeit vom Zusatzwerkstoff und der Abkühlzeit t8/5 angegeben.

About the strength and ductility of welds on high-strength steels
In the AiF-FOSTA research project P1020 [1] a new design model for welded joints was developed. In this context, a flat tensile test specimen was developed, to study various influences on the strength and ductility of the welds. These includes such from the base material and filler metal, the cooling rate and the number of weld layers. In the following, the design model and its input parameters are described. After a characterization of the investigated steel grades and welding consumables, the tensile test specimen to determine the mechanical properties of the welds is explained. This is followed by parameter studies in the course of which the main influencing variables on the properties of welds are investigated. On the basis of statistical evaluations, weld strengths are specified as a function of the filler metal and the cooling time t8/5.