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Es wird ein neuartiges Programmsystem für Bauingenieure und Architekten vorgestellt, das als hocheffiziente Entscheidungshilfe sehr schnell Aussagen über die bautechnische Machbarkeit eines Tragwerks/Tragwerkteils ermöglicht. Es handelt sich dabei gewissermaßen um ein komplettes Tabellenwerk mit eingebauter Vordimensionierung, Optimierung und Mengenermittlung bzw. Kostenschätzung (WINDIM+). Die Besonderheit des Programmsystems besteht in der gleichzeitigen Problem- und Produktorientierung, neben den verfügbaren Produkteigenschaften ist die technische Qualität in einem komplexen Parametersystem sofort ablesbar.

Für eine nachhaltige Bemessung von Stahlbeton- und Spannbetonbrücken in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit ist eine realitätsgetreue Abschätzung der Torsionssteifigkeit in Abhängigkeit von der Höhe der Beanspruchung notwendig. Unter anderem aufgrund des aktuell begrenzten Kenntnisstands sind normative Grundlagen für die Nachrechnung von Brückenbauwerken lediglich eingeschränkt vorhanden und für die Brückenneubemessung nicht vorgesehen. Der vorliegende Beitrag gibt eine Übersicht über das Torsionstragverhalten und insbesondere die Torsionssteifigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen mit Plattenbalkenquerschnitt. Der Fokus liegt hierbei auf der mit der Reduzierung der Torsionssteifigkeit einhergehenden Schnittgrößenumlagerung im Gesamtsystem, was u. a. zu geringeren Bemessungstorsionsmomenten und folglich zu einer kleineren erforderlichen Bewehrungsmenge für die Torsionsbeanspruchung führt. Dieses wird anschaulich anhand einer Parameterstudie mit dem Modell nach Bieger sowie am Beispiel einer Brückennachrechnung und der Bemessung eines Brückenneubaus in Spannbetonbauweise erläutert.

Effects of torsional stiffness on the load-bearing behaviour of concrete bridges with T-beam cross section
For a sustainable design of reinforced and prestressed concrete bridges in the ultimate limit state and serviceability limit state, a realistic estimation of the torsional stiffness as a function of the load level is necessary. Due to the current limited number of studies, normative bases for the recalculation of bridge structures are only available to a limited extent and are not intended for the design of new bridge constructions. The present article gives an overview of the torsional load-bearing behavior and, in particular, the torsional stiffness of reinforced and prestressed concrete structures with T-beam cross sections. The focus is on the redistribution of internal forces in the overall system associated with the reduction of torsional stiffness, which leads, among other things, to lower design torsional moments and consequently to a smaller amount of reinforcement required for torsional loading. This is explained clearly using a parameter study with the Bieger model and the example of a bridge recalculation as well as the design of a new bridge in prestressed concrete construction.

Herrn Professor Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr.-Ing. E.h. Hans-Wolf Reinhardt zu seinem 80. Geburtstag gewidmet
Die deutsche Bundesfernstraßeninfrastruktur umfasst rund 13 000 km Bundesautobahnen und 39 000 km Bundesstraßen. Große Teile des Straßenbestands erfordern die gänzliche Erneuerung. Bei Bundesautobahnen kommt zunehmend die Betonbauweise zum Einsatz. Entsprechend widmet sich der Beitrag einem Teilaspekt des vom Ministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur geförderten Verbundforschungsvorhabens “Betonfahrbahn 4.0” [1], der prozesssicheren Herstellung von Fahrbahnbetonen. Hierin haben Verbundpartner aus der Bau- und Baustoffmaschinen herstellenden Industrie, der Bauwirtschaft sowie zweier universitärer Forschungsinstitute das gemeinsame Ziel, innovative Maßnahmen und Komponenten, die zur Verbesserung von Teilprozessen der Betonfahrbahnherstellung dienen, zu entwickeln und zu implementieren, um die Bündelung aller Verbesserungsmaßnahmen in der praktischen Umsetzung zu erproben. Das Vorhaben wird fachlich von der Bundesanstalt für Straßenwesen und verwaltungstechnisch vom TÜV Rheinland begleitet.
Der vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die zielsichere Herstellung von Fahrbahnbetonen. Es wird ein neuartiger Ansatz vorgestellt, mit dem sich die hohen Konsistenzvorgaben für den Einbau des Frischbetons mit dem Gleitschalungsfertiger einhalten lassen. Das Verbundforschungsvorhaben bietet dem IWB, dem Otto-Graf-Institut und damit der MPA Universität Stuttgart Anknüpfungen an die Forschungsaktivitäten von Prof. Dr.-Ing. E.h. mult. OTTO MAXIMILIAN GRAF zum Betonstraßenbau, der bereits in den 1920er-Jahren zu den Fragen der Verwendung von Beton- und Eisenbeton im Straßenbau geforscht hat [2]. Auch Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr.-Ing. E.h. HANS-WOLF REINHARDT, der das IWB und das Otto-Graf-Institut von 1990 bis 2006 leitete, widmet sich in seinen Forschungen diversen Problemstellungen der Betonbauweise im Fahrbahnbau [3]. Ihm zu Ehren sollen im Folgenden die Potenziale eines an die Rohstoffsituation angepassten “Mix-Designs” und einer darauf abgestimmten rheologiegestützten Mischprozessführung aufgezeigt werden.

Challenges of uniform production of road concretes and possibilities of rheology-based mixing process control
The German road infrastructure comprises around 13 000 km of federal motorways and 39 000 km of federal highways. Large parts of the existing road network require rehabilitation and reconstruction. Then concrete pavement is increasingly being used for federal motorways. Accordingly, this article is dedicated to one aspect of the joint research project “Betonfahrbahn 4.0” [1], funded by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, which focuses on the process-reliable production of concrete roadways. In this project, partners from the construction machinery manufacturing industry, the construction industry and two university research institutes have the common goal of developing and implementing targeted improvement and innovative measures and components for the construction of concrete pavement. Finally all targeted improvement measures will be applied and tested under real conditions of the construction site. The project receives expert advice by the Federal Highway Research Institute and administrative advice by TÜV Rheinland.
The present article concentrates on the unerring construcion of roadway concretes. A new approach of mixing process is presented which enables the slipform paver to meet the high consistency requirements for paving fresh concrete. The joint research project offers the IWB, the Otto-Graf-Institut and thus the MPA University of Stuttgart links to the research activities of Prof. Dr.-Ing. E. h. mult. OTTO MAXIMILIAN GRAF on concrete road construction, who researched the use of concrete and reinforced concrete in road pavement back in the 1920s [2]. Also Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr.-Ing. E.h. HANS-WOLF REINHARDT, who headed the IWB and the Otto-Graf-Institut from 1990 to 2006, dedicates his research to various problems of concrete pavement in road construction [3]. In his honour, the potentials of a “mix design” adapted to the raw material situation and a rheology-based mixing process management adapted to the composition of the concrete mixture will be shown in the following.

Paul Christophe (1870-1957) owes his fame to being the author of the book Le béton armé et ses applications, published first in 1899 and again in 1902. This publication is considered internationally as one of the first treatises on reinforced concrete which included detailed explanations of the various computation models in use at the turn of the 20th century. He concluded by proposing rational modelling of reinforced concrete based mainly on the previous work of Coignet & de Tedesco. Until the present research, the professional life of Christophe and the context of his publication were unknown. The discovery of large parts of the family archives has allowed clarification of the role of Paul Christophe in the theoretical development of reinforced concrete. Therefore the paper proposes first to draw up the biography of Paul Christophe, secondly to expose the ins and outs of the publication Le béton armé et ses applications and finally to explore his relations with others precursors of reinforced concrete such as the Austrian engineer Fritz von Emperger (1862-1942).

Die Rolle des belgischen Ingenieurs Paul Christophe auf die Entwicklung des Stahlbetonbaus zur Zeit der Jahrhundertwende
Paul Christophe (1870-1957) verdankt seinen Ruf dem Buch Le béton armé et ses applications, dessen Autor er war. Erstmals veröffentlicht wurde das Buch 1899, ein zweites Mal im Jahr 1902. Dieses Werk wird international als eine der ersten Abhandlungen über den Stahlbetonbau angesehen, die detaillierte Erläuterungen zu den verschiedenen, zur Zeit der Jahrhundertwende üblichen Berechnungsmodellen enthält. Der Autor schloss sein Buch mit der These, dass eine vernünftige Modellierung von Stahlbeton hauptsächlich auf die früheren Arbeiten von Coignet & de Tedesco zurückgeht. Bis dato war in der heutigen Forschung nichts über das Berufsleben von Christophe und den Zusammenhang mit seiner Veröffentlichung bekannt. Die Entdeckung von großen Teilen des Familienarchivs ermöglichte es nun zu klären, welche Rolle Paul Christophe im Bereich der theoretischen Entwicklung des Stahlbetonbaus inne hatte. Der Beitrag beginnt mit seiner Biographie. Anschließend wird gezeigt, welche Strömungen und Arbeiten Einfluss auf sein Buch Le béton armé et ses applications hatten und welchen Einfluss das Buch wiederum auf die Fachwelt hatte. Zuletzt werden seine Beziehungen zu anderen Vorreitern des Stahlbetonbaus, wie z.B. zum österreichischen Ingenieur Fritz von Emperger (1862-1942) erkundet.

Immer größere Abmessungen stellen die gesamte Wertschöpfungskette der Windindustrie vor große Herausforderungen. Eine effiziente Fertigung wird für die Unternehmen immer wichtiger, um dem steigenden Kostendruck standzuhalten und auch auf dem internationalen Markt konkurrenzfähig zu bleiben. Im schweren Stahlbau ist das Schweißen die am weitesten verbreitete Fügetechnik. Durch den Einsatz neuartiger Hochleistungsfügeverfahren sollen zukünftig die Lagenanzahl und die Durchlaufzeit in der Fertigung verringert werden. Für diese alternativen Verbindungen ist nachzuweisen, dass die mechanisch-technologischen Nahteigenschaften vergleichbar oder sogar besser sind. In diesem Beitrag liegt der Fokus insbesondere auf einer Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit. Dabei werden sowohl konventionell Unterpulver (UP)-geschweißte Stumpfstöße als auch Verbindungen, gefügt mit einer Verfahrenskombination aus UP- und Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre, experimentell und analytisch untersucht. Motiviert durch die Frage nach einer optimierten Ermüdungsbemessung mit Berücksichtigung lokaler Nahteigenschaften wurde die Nahtgeometrie aller Schwingproben zunächst vermessen. Um eine allgemeine Vergleichbarkeit dieser Messungen zu gewährleisten, werden Standards für diese Messaufgabe und die anschließende Aufbereitung der Daten vorgeschlagen. Die gemessenen Profile wurden in FE-Modelle überführt und elastische Kerbfaktoren ermittelt. Bei ausreichender Profilanzahl entlang der Naht kann der spätere Anrissort eindeutig prognostiziert werden. Die statistische Auswertung der Kerbfaktoren in Kombination mit den Schwingversuchen zeigt abschließend einen direkten Zusammenhang zwischen geometrischer Kerbwirkung und Lebensdauer.

Transverse butt welds as fatigue critical detail of steel towers and monopiles - Influence of the geometrical notch effect on the fatigue resistance.
The large dimensions of wind turbines and their components become more and more challenging for the entire supply chain in the wind industry. An efficient manufacturing of components is of an increasing importance in order to withstand the cost pressure and to be competitive on the international market. Welding is the most common joining technique in heavy steel construction. Newly developed high-performance welding techniques may contribute to reduce the number of weld passes and by this the manufacturing time. These alternative welds have to show comparable or even better mechanical-technological properties than the conventionally welded seams. This paper mainly focuses on the evaluation of the fatigue resistance. Samples welded by a newly developed combination of nonvacuum electron beam and submerged arc welding are numerically and experimentally checked against conventionally submerged arc welded samples. Motivated by the question of an optimized fatigue design process as part of a serial production process for tubular tower and monopile, the weld geometry was measured. In order to ensure a wide comparability, measurement standards regarding accuracy and data processing were defined. The measured weld profiles were prepared for FE-simulations of the theoretical notch factor Kt. It is possible to predict the fatigue critical weld transition by means of the maximum Kt. Combining the test results with the statistical evaluation of the notch factors, a definite correlation between fatigue life and geometrical notch effect can be shown.

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