Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann zur Vollendung ihres 60. Lebensjahres gewidmet
This paper gives an overview of recent trends in steel structures concerning materials, codes and applications. There is a trend towards using higher strength steel grades, and this asks for a different approach to the design of steel structures. Also work is underway for the next version of part 1-1 of Eurocode 3: EN 1993-1-1 [1]. Many design rules need improvement and the so-called ‘systematic review’ yielded topics that need to be considered. Amendments for EN 1993-1-1 were accepted already by the committee responsible for Eurocode 3, i. e. CEN/TC250/SC3, led very effectively by Prof. Ulrike Kuhlmann. The paper gives an impression of some of these amendments. The scope of the design rules will be extended, amongst others by including high-strength steel grades. Apart from trends in materials and codes, also trends can be observed regarding the applications of steel structures. Of course these trends in materials, codes and applications mutually influence each other.

Trends im Stahlbau bezüglich Material, Normung und Anwendung.
In diesem Aufsatz wird eine Übersicht über Trends im Stahlbau bezüglich der Materialien, Normung und Anwendungen gegeben. Einer dieser Trends führt hin zum vermehrten Einsatz höherfester Baustähle mit entsprechenden Konsequenzen für die Auslegung der Konstruktionen. Zurzeit wird an der nächsten Version von Eurocode 3, Teil 1-1 [1] gearbeitet. Viele der dort enthaltenen Bemessungsregeln sind weiterzuentwickeln und Hinweise aus dem sogenannten “systematic review” sind zu berücksichtigen. Eine Reihe von Änderungen zu EN 1993-1-1 wurden bereits durch den verantwortlichen Ausschuss für den Eurocode 3, den CEN/TC250/SC3, akzeptiert, der sehr effektiv von Prof. Ulrike Kuhlmann geleitet wird. In diesem Beitrag werden einige Inhalte dieser Änderungen wiedergegeben. Der Anwendungsbereich wird unter anderem dadurch erweitert, dass die höherfesten Baustähle aufgenommen werden. Neben den Entwicklungen bezüglich des Materials und der Normung gibt es auch Trends in der Anwendung von Stahlkonstruktionen. Selbstverständlich stehen diese Trends in Beziehung zueinander und beeinflussen sich gegenseitig.

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Umfassende Beschreibung der Wirkungsweise von Trennmitteln auf Betonschalungen, die technischen Anforderungen, die Einsatzmöglichkeiten und die möglichen Schäden bei falscher Anwendung.

Die Sohlplatte einer gänzlich im Grundwasser liegenden Trogstrecke mit 2,5 m Dicke zeigte Trennrisse und Wasserdurchtritte. Als Ursachen wurden behindertes Schwinden der 30 m langen Blöcke beim Abfließen der Hydratationswärme und Bildung von Trennrissen infolge Verformungsbehinderung durch Bodenreibung vermutet. Das Verpressen der wasserführenden Risse mit Epoxidharz führte nicht zu einer dauerhaften Wasserdichtheit. Einige Abhilfemaßnahmen werden diskutiert.

Über ein auf der Ultraschalltechnik basierendes Verfahren um ungefährliche Oberflächenrisse von gravierenden, das Bauteil durchlaufenden Trennrissen im Massivbau unterscheiden zu können.

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Über die Rolle des Bauingenieurs in der Gesellschaft im Zeitalter zunehmenden Wettbewerbdrucks auf dem EU-Markt, bei welchem die Qualität des Bauens durch wirtschaftliche Zwänge immer stärker ins Hintertreffen zu geraten droht.

Excessive wear to excavation tools leads to unplanned downtime, which results in additional costs. To predict tool wear during the planning phase of a project, an analysis of the acting tribological system is essential. The different influential factors and interactions have to be considered. The abrasive surface degradation of tools is investigated on a microstructural scale with nano-scratch experiments. Material-dependent variables like hard phase content and size are discussed in terms of the resulting wear-resistance. Using the RUB Tunnelling Device, abrasive surface degradation can be investigated on a more global scale and correlated with the acting tribological system, and the different tribological system components and influential factors can be considered.
Im maschinellen Tunnelbau kann Verschleiß von Abbauwerkzeugen zu unplanmäßigen Stillständen und damit zu hohen Mehrkosten führen. Um den Werkzeugverschleiß im Vorfeld eines Tunnelbauprojekts zielführend abzuschätzen, ist die Analyse des wirkenden tribologischen Systems unter Berücksichtigung der Boden-Werkzeug-Wechselwirkungen, des Belastungskollektivs (Penetration, Drehzahl) und etwaigen Zwischenmedien (Wasser, Bodenkonditionierung) in einem ganzheitlichen Ansatz notwendig. Die Wechselwirkungen zwischen dem Werkzeug und den angreifenden Abrasiven können auf mikrostruktureller Ebene durch Ritzversuche abgebildet werden. In der vorliegenden Arbeit werden Ritzversuche an den verschleißbeständigen Werkstoffen, die in Form von Auftragschweißungen oder als Inlays/Schneidkanten bei Werkzeugen für den maschinellen Tunnelbau Anwendung finden, durchgeführt. Die werkstofftechnischen Einflussgrößen, z. B. Hartphasengehalt und -größe, werden dabei in Bezug auf den Widerstand gegen Furchungsverschleiß diskutiert. Mithilfe des RUB-Tunnelling-Verschleißprüfstands können die auf mikrostruktureller Ebene ablaufenden Einzelritzereignisse zwischen Werkstoff und Ritzindenter und die damit verbundenen Schädigungsprozesse auf einer umfassenderen Größenskala abgebildet und in Bezug auf das wirkende tribologische System analysiert werden.

Das Dach besteht aus Stahlbindern, die auf Betonstützen gelagert sind. Die Binder bestehen aus einem Kragarm von 32 m Länge und werden durch Zugstangen über mehrere Umlenkungen zum Boden hin abgespannt. Die Gelenkpunkte des Dachbinders bestehen aus großformatigen Knotenblechen, über die die Träger und die Zugstangen miteinander verbunden werden. Es werden Hinweise auf spezielle Berechnungen, Versuche im Prüflabor und Schweißtechnik in der Werkstatt gegeben. Der Montageablauf für die Stahlkonstruktion wird erläutert. Das Bewegungsspiel der Gesamtkonstruktion infolge verschiedener Einflüsse wird dargestellt. Abschließend werden Fragen des Korrosionsschutzes behandelt.

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Die Zuschauerplätze des Westfalenstadions in Dortmund wurden um 13000 Sitzplätze erweitert. Dazu wurden die vorhandenen Tribüben auf den Längsseiten um jeweils 6500 Sitzplätze erweitert und komplett neu überdacht. Die laufende Spielsaison durfte durch den Bauablauf nicht gestört und die Zuschauer auf den vorhandenen alten Tribünenabschnitten nicht gefährdet werden. Außerdem waren der verfügbare Raum für Baustelleneinrichtungen und Vormontage und die verfügbare Zeit zur Fertigstellung äußerst begrenzt. Der folgende Beitrag beschreibt die aus diesen Rahmenbedingungen resultierenden Besonderheiten der statischen Berechnung, der Konstruktion und der Montage dieses Bauwerkes.

Bei der dynamischen Berechnung von Eisenbahnbrücken können die überfahrenden Züge durch verschiedene Ansätze modelliert werden. Sofern die Fahrzeuge als Mehrkörpersystem aus gefederten und gedämpften Einzelmassen abstrahiert werden, ist die Fahrzeug-Brücken-Interaktion zufolge der mit dem Tragwerk mitschwingenden Fahrzeugmassen im Modell berücksichtigt. Um diesen Effekt im Vergleich zu vereinfachten Zugmodellen aus überfahrenden Einzelkräften zu untersuchen, wurden zahlreiche wissenschaftliche Studien durchgeführt. Oftmals werden dabei die Triebfahrzeuge nicht mitgerechnet, um eine möglichst gleichmäßige Anregung des Tragwerks zu erzielen. In diesem Beitrag wird einerseits der Einfluss der Triebfahrzeuge auf die dynamische Tragwerksantwort von Einfeldträgerbrücken in Beton- und Stahlbauweise untersucht, andererseits wird die Frage behandelt, ob die Ergebnisse von Studien zur Fahrzeug-Brücken-Interaktion für Eisenbahnzüge ohne Triebfahrzeug auch auf die reale Situation von Zügen mit Triebfahrzeug anwendbar sind. Dazu werden dynamische Berechnungen an einem Parameterfeld fiktiver Einfeldträgerbrücken für den österreichischen Hochgeschwindigkeitszug “Railjet” durchgeführt.

Power cars and vehicle-bridge-interaction in the dynamic calculation of railway bridges
In the dynamic calculation of railway bridges, the passing trains can be modelled in various ways. If a multi-body-system consisting of sprung and damped masses is chosen as a vehicle model, the vehicle-bridge-interaction due to excited masses is taken into account in the calculation. Multiple scientific studies have been carried out in order to evaluate this effect in comparison to simpler vehicle models consisting of moving single loads. Many of these studies omit the power cars in order to achieve a consistent excitation of the bridge. In this article, the influence of the power cars on the dynamic response of simply supported concrete and steel bridges is analysed. Furthermore, it examines whether the scientific results of studies dealing with the vehicle-bridge-interaction for train models omitting the power car can also be applied to a realistic situation with trains including power cars. Therefore, dynamic calculations are carried out for a parametric field of simply supported bridges and the Austrian high speed train “Railjet”.

Es wird über Planung, Konstruktion und Bau eines zylinderförmigen Spannbetonwasserbehälters mit 10 000 m3 Fassungsvermögen berichtet. Die Fundamentplatte wurde hierbei auf vorgebohrten Ortbetonrammpfählen gegründet.

Die Trittschalldämmung sehr guter Holzbalkendecken ist am Bau gegenüber der Messung im Prüfstand um etwa 0 - 10 dB geringer, bedingt durch eine Übertragung über die Wände. Als Übertragungswege ergaben sich vor allem zwei Wege, vom schwimmenden Estrich über den Randanschluß an die Wände des oberen Raumes und von der Decke auf die Wände. Beide Wege lassen sich in der Zukunft vermeiden, indem man den Estrich-Anschluß verbessert und die Körperschalldämpfung der Deckenoberseite erhöht.

In DIN 4109 wird die Trittschalldämmung, ausgedrückt mit der kennzeichnenden Größe bewerteter Norm-Trittschallpegel L'n, w, zur Beschreibung des Trittschallschutzes verwendet. Eine für die Zwecke der Beschreibung des Trittschallschutzes brauchbarere Kenngröße stellt der bewertete Standard-Trittschallpegel L'nT, w dar. Durch analytischen Vergleich beider Kenngrößen wird gezeigt, welche Randbedingungen zur Anwendung der Gleichungen eingehalten werden müssen. Die Unterschiede aus dem Vergleich von Messergebnissen werden anhand eines Messdatensatzes von 69 durchgeführten Trittschallmessungen an Trenndecken unterschiedlichster Bauart dargestellt. Die Auswertung der Messergebnisse hat gezeigt, dass sich erhebliche Unterschiede für die gleiche Konstruktion und für den gleichen Empfangsraum ergeben können. Auch hat sich herausgestellt, dass eine vereinfachte Umrechnung beider Kenngrößen aus den Einzahlwerten Fehler von ±2 dB zur Folge haben können. Soll eine Beschränkung des “Fehlers” erfolgen, muss der betrachtete Raum begrenzt werden. Für eine tolerierte Abweichung von ±2 dB beschränkt sich die betrachtete Grundfläche in Abhängigkeit der Raumhöhe von 2,20 m - 4,0 m auf unter 22,5 m2. Werden größere Räume betrachtet, können erheblich größere Abweichungen auftreten.

Impact sound insulation - Normalized impact sound pressure level L'n and standardized impact sound pressure level L'nT in comparison
In DIN 4109, the impact sound insulation, expressed with the characteristic quantity of the weighted standard impact sound level L'n, w, is used to describe the impact sound protection. A, for the purpose of the description of the impact sound protection more useful characteristic variable, represents the weighted standard impact sound level L'nT, w. By analytical comparison of both parameters, it is shown which boundary conditions must be observed for the application of the equations. The differences from the equation of measurement results are shown on the basis of a measurement data set of 69 impact sound measurements carried out on ceilings of different types. The evaluation of the measurement results has shown that there can be considerable differences for the same design and for the same receiving room. It has also been shown that a simplified conversion of both parameters from the single values can cause errors of ±2 dB. If a limitation of the “error” is to take place, the surface of the floor considered must be limited. For a tolerated deviation of ±2 dB, the considered surface area is limited to less than 22.5 m2 depending on the room height from 2.20 m - 4.0 m. If larger rooms are considered, significantly larger deviations can occur.

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Schon seit Jahrzehnten werden im Bauwesen Fertigbäder verwendet, die als geschlossene Elemente im Werk mit allen Installationen, Objekten, Wandverkleidungen und Accessoires montiert und am Bau nur noch aufgestellt und angeschlossen werden müssen. Fertigbäder liegen als Betonzellen aber auch als Stahlblechkonstruktionen, die am Bau eine Verkleidung aus Gipskartonbauplatten erhalten, vor. In der DIN 4109 ist kein Bauteilkatalog für Fertigbäder enthalten, sodass Hersteller derartiger Fertigbäder Prüfzeugnisse über den Schallschutz vorlegen müssen. Diese Prüfzeugnisse beinhalten zum größten Teil die bewertete Trittschallpegelminderung, um auf Basis der Stahlbeton-Rohdecke den bewerteten Norm-Trittschallpegel prognostizieren zu können. Es liegen aber auch Prüfergebnisse über die Schalldämm-Maße der Trennwände und vom Komplettsystem am Bau vor. Folgend werden die aus einer Vielzahl von Messungen gewonnenen Erkenntnisse über die Schallschutzeigenschaften von Fertigbädern zusammengefasst.

Impact sound level reduction, sound insulation dimensions and impact sound levels of prefabricated bathrooms
Prefabricated bathrooms have been used in the construction industry for decades. They are assembled in the factory as closed elements with all installations, objects, wall cladding and accessories, and only have to be set up and connected on site. Prefabricated bathrooms are available as concrete cells but also as sheet steel structures that receive a cladding of plasterboard panels on site. DIN 4109 does not contain a component catalog for prefabricated bathrooms, so that manufacturers of such prefabricated bathrooms must submit test certificates on sound insulation. For the most part, these test certificates contain the weighted impact sound level reduction in order to be able to predict the weighted standard impact sound level on the basis of the reinforced concrete raw ceiling. However, there are also test results on the sound insulation dimensions of the partition walls and of the complete system on the building. The following is a summary of the findings on the sound insulation properties of prefabricated bathrooms obtained from a large number of measurements.

Bei Doppel- und Hohlraumböden ergeben sich Probleme bei der horizontalen Trittschallübertragung und bei der Berechnung des Trittschallschutzes kompletter Geschoßdecken mit derartigen Oberböden, insbesondere bei schalltechnisch schwachen Rohdecken, zu deren Klärung von mehreren Herstellern eine Reihe von Baumusterprüfungen im schalltechnischen Labor durchgeführt wurde, über deren Ergebnisse berichtet wird. Die grundsätzlichen Zusammenhänge werden beschrieben. Ferner werden Bemessungsdiagramme für die Ermittlung des Verbesserungsmaßes kompletter Installationsbodensysteme und zur Abschätzung des horizontalen Trittschallschutzmaßes angegeben.

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Im Rahmen der Carbonbetonentwicklung steht oft die Frage im Raum: “In welchen Bereichen kann man das Anwendungsfeld des Carbonbetons erweitern?” Die vorliegende Veröffentlichung zeigt die mögliche Anwendung des Carbonbetons im Trockenbausystem. Nach einer ersten Begriffsdefinition wird allgemein auf Trockenbausysteme eingegangen. Davon abgeleitet wird die Anwendung von Carbonbeton in diesem Bereich. Erste vielversprechende Ergebnisse aus Berechnungen, Experimenten und Praxistests werden präsentiert.

Drywall system made of carbon concrete composite
With reference to recent developments of carbon concrete composite the question arises: “Which fields are suitable to extend the application of carbon concrete composite to?” The following publication shows possible applications of carbon concrete composite for drywall systems. A definition of terms is followed by a description of drywall systems in general. The use of carbon concrete composite in this field derives from that section. First promising results are presented following calculations, experiments and practical tests.

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Die Elektro-Osmose ist ein Verfahren, das auf der elektrischen Potentialdifferenz an der Grenze zwischen zwei Medien beruht. Im Fall des durchfeuchteten Mauerwerks wird durch die Erzeugung eines elektrischen Spannungsfelds der kapillare Aufstieg in den Poren umgekehrt und somit ein Entfeuchten des Mauerwerks von oben nach unten bewirkt.

Trockenmauerwerk ist die älteste Mauerwerksart überhaupt. Die Entwicklung in der Stein-Herstellungstechnologie macht es heute möglich, für tragendes Mauerwerk auch auf den Lagerfugenmörtel zu verzichten. Die Schubtragfähigkeit von Trockenmauerwerk ist ohne Zusatzmaßnahmen nicht in der Lage, alle gewünschten Grundrißgestaltungen zu ermöglichen. Die Akzeptanz der erforderlichen Zusatzmaßnahmen bei den Baubehörden wird wesentlich mit darüber entscheiden, ob das wirtschaftliche Trockenmauerwerk eine größere Marktverbreitung findet.

Das so genannte Trocknungsschwinden entsteht durch Feuchteabgabe, das heißt Austrocknung, und die dadurch verursachte Volumenverringerung. Es tritt bei allen bindemittelgebundenen Mauersteinen auf. Wegen des hohen und immer mehr zunehmenden Steinanteils im Mauerwerk kann das Trocknungsschwinden von Mauersteinen dem des Mauerwerks in guter Näherung gleichgesetzt werden. Hinsichtlich der Rißsicherheit ist das Trocknungsschwinden die bedeutendste Formänderung. Es wird üblicherweise an wasservorgelagerten Mauersteinen und deren Austrocknung bis zur Gleichgewichtsfeuchte im Normalklima 20/65 ermittelt. Der Feuchtegehalt der Mauersteine beim Vermauern in der Praxis ist i. d. R. deutlich niedriger. Ist er ausreichend sicher nachgewiesen - wie dies für Kalksandsteine der Fall ist - kann der durch das Prüfverfahren ermittelte Schwindwert auf den praxisbezogenen Wert korrigiert werden. Darauf bezieht sich der folgende Beitrag.