Der Aufsatz behandelt das elastische Zusammenwirken von Ringfundament und Kreiszylinderschale bei Wasserbehältern. Je nach den Steifigkeitsverhältnissen zwischen beiden Bauteilen ändert sich der Schnittgrößenverlauf in der Behälterwand. Der Beitrag geht von einer elastischen Einspannung der Schale in das Ringfundament aus und leitet einen einfachen Maßstab für die Beurteilung der Schalen- und Fundamentsteifigkeit her. Ausgehend von vereinfachten Berechnungsgrundlagen werden die Auswirkungen von Steifigkeitsveränderungen zwischen Schale und Fundament auf die Schnittgrößen beschrieben sowie Schlußfolgerungen für eine entsprechende Konstruktion gezogen.

Bei den Absorbertürmen handelt es sich um extrem dünnwandige zylindrische Schalentragwerke, die sich durch das Verhältnis von Schalendicke zu Schalendurchmesser im Bereich der dünnsten Raumfahrtschalen bewegen. Bei der Konstruktion und Bemessung dünner Schalen müssen die Regeln der Schalentheorie beachtet werden. Hohe Spannungen ergeben sich durch die Einleitung von Einzellasten und das Vorhandensein von Öffnungen im Zylindermantel. Zur Aufnahme der ungleichmäßigen Setzung des Fundaments werden erstmals Elastomerlager eingesetzt.

Es wird über Entwurf, statisches System und Gründung des 186 m hohen Büroturmes berichtet. Besonders hervorzuheben bei diesem Bauwerk ist die Idealisierung des Bauwerks als dreidimensionale Rahmenkonstruktion in der elektronischen Berechnung, die in Deutschland erstmalige Anwendung von Beton B 85 und die besonderen Untersuchungen zur gegenseitigen Beeinflussung der Gründungsplatten benachbarter Hochhäuser. Die Beanspruchung infolge Wind wurde im Windkanalversuch simuliert, wobei die vorhandene Bebauung berücksichtigt wurde.

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Aufgrund des hohen Vorfertigungsgrads gewinnen Elementplatten auch in Flachdecken zunehmend an Bedeutung. Wegen der hohen Querkraft- und Momentenbeanspruchung im Bereich des Decke-Stütze-Knotens ist dessen konstruktive Durchbildung von sicherheitsrelevanter Bedeutung. In der Praxis wird der Abstand der Elementplatten zur Stütze unterschiedlich ausgeführt. In Anlehnung an die in Zulassungen von verschiedenen Durchstanzbewehrungssystemen geforderte Mindestbreite der Fuge zwischen den Elementplatten von 4 cm wird auch der Abstand zwischen Elementplatte und Stützenanschnitt teilweise so groß gewählt. Eine solche Bauausführung hat den Vorteil, dass Abmessungs- und Lagetoleranzen ausgeglichen werden können. Nachteilig ist jedoch die zusätzlich erforderliche Abschalung der Fuge nach unten. Daher wird in der Praxis ein Heranführen der Elementplatte bis direkt an die Stütze bevorzugt.
Anhand einer systematischen Versuchsserie mit speziellen Gitterträgern als Durchstanzbewehrung wurde zwischenzeitlich nachgewiesen, dass kleinere Abstände zwischen Elementplatte und Stütze die Durchstanztragfähigkeit nicht abmindern. Zur Bestätigung dieses Zusammenhangs auch für andere Durchstanzbewehrungssysteme wurden am Institut für Massivbau der RWTH Aachen zwei Durchstanzversuche mit Doppelkopfankern und speziellen Gitterträgern als Durchstanzbewehrung durchgeführt. Die Elementplatten wurden direkt bis an die Stützenkante geführt. Um Montageungenauigkeiten zu berücksichtigen, wurden die vorgefertigten Stützen zusätzlich zu hoch betoniert. Der Vergleich der Versuchsergebnisse mit denen jeweiliger Referenzversuche erlaubt Empfehlungen zur konstruktiven Durchbildung des Decke-Stütze-Knotens bei der Verwendung von Elementplatten in Flachdecken.

Construction of slab-column-connections in semi-precast flat slabs
Due to the high degree of prefabrication, semi-precast flat slabs are gaining importance. In this context, the construction of the slab-column-connection has a safety-related significance. In daily engineering practice, the joint widths between semi-precast slabs as well as the joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity is constructed differently. The European Technical Approvals of different punching shear reinforcement systems limit the minimum joint width between semi-precast elements to 4 cm. Following these provisions, the joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity is constructed with 4 cm in some cases. An advantage of this approach is the possibility to adjust dimensional and positional tolerances at construction site. However, a disadvantage is the additional formwork for the joint from the soffit.
A systematic test series with special lattice girders as punching shear reinforcement showed no reduction of the punching shear resistance for smaller joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity. To confirm these test results, two punching shear tests with double headed studs and lattice girders as punching shear reinforcement were conducted at Institute of Structural Concrete (RWTH Aachen). In the tests, the influence of the joint width between semi-precast slabs and the column's vicinity as well as the influence of column height tolerances were investigated. Based on the results of the tests, this article gives recommendations for the construction of slab-column-connections in semi-precast flat slabs.

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Im Beitrag wird der Einfluß von drei Verfahren zur Untergrundvorbereitung auf die Korrosionsschutzwirkung von fünf typischen organischen Beschichtungssystemen untersucht. Es wurden die Verfahren Druckluftstrahlen und Hochdruck-Wasserwaschen sowie ein modifiziertes Naßstrahlverfahren berücksichtigt. Die Eigenschaften der unbeschichteten Oberflächen unmittelbar nach dem Strahlen und das Verhalten der beschichteten Stahloberflächen wurden unter definierten Testbedingungen beurteilt. Wichtige Dimensionierungsparameter, wie Enthaftung nach dem Salzsprühtest und Adhäsionsfestigkeit, sind keine Werkstoff- sondern Systemkennwerte, deren Größen insbesondere von der Reinheit der hergestellten Oberflächen bestimmt werden.

Der Einfluß triaxialer Spannungen auf die Festigkeit und Verformungen gefrorener Böden im Hinblick auf Spannungskonzentrationen an der Lasteinleitungsstelle von Stützelementen aus Beton oder Stahl wird anhand von Element- und Modellversuchen untersucht. Dabei wird der Zusammenhang zwischen Verformungsgeschwindigkeit, Spannung und Temperatur bei triaxialen Spannungszuständen aufgezeigt. Die Festigkeitsbeiträge von Eismatrix und Korngerüst werden abgeschätzt. Die Modellversuche ergaben den Eindring-, den Durchzieh- und den Durchstanzwiderstand des Frostkörpers in Abhängigkeit von der Verformungsgeschwindigkeit, der Frostkörpertemperatur, der Stempeltemperatur und der Stempelgröße. Anhand der Versuchsergebnisse mit gesättigtem, gefrorenem Mittelsand wird eine Relation zwischen der Verformungsgeschwindigkeit und Spannung unter Berücksichtigung der Spannungssumme und der Deviatorspannung vorgeschlagen. Schließlich werden Diagramme angegeben, die als Basis für die Dimesionierung von Stützelementen an Frostkörpern benutzt werden können.

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In der Stahlbeton-Hochbaupraxis werden oft sowohl ebene als auch räumlich zusammengesetzte Wandscheiben (Kerne) durch geeignete äquivalente Rahmenmodelle ersetzt. Diese relativ einfache und leicht zu handhabende Modellierungsmethode liefert jedoch nur für regelmässige ebene Wandscheiben und für hauptsächlich auf Biegung beanspruchte Kerne befriedigende Ergebnisse. Bei unregelmässigen ebenen Wandscheiben und bei stark auf Torsion beanspruchten offenen und vor allem halboffenen und geschlossenen Kernen treten bei Verwendung des Rahmenmodells nicht mehr vertretbare Abweichungen in Kraft- und Verschiebungsgrössen auf.

In vielen Fällen sind bei Baugrubenverbaukonstruktionen in weichen Böden dränierte Verhältnisse maßgebend. Beim Nachweis von kurzzeitigen Bauzuständen dagegen sind in der Regel undränierte Bedingungen mit der Scherfestigkeit cu vorauszusetzen. Im Beitrag wird diskutiert, wie sich der Einfluß der Schergeschwindigkeit und der Anisotropie auf die cu-Werte aus Flügelsondierungen auswirkt. Ferner wird gezeigt, daß die Bestimmung der Einbindetiefe mit dem cu-Konzept zu Interpretationsschwierigkeiten der Lösung führt. Deshalb empfiehlt der Arbeitskreis Baugruben, mit Ersatzreibungswinkeln zu dimensionieren.

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Die Lastkombinationsregel in der DIN 18800 Teil 1, nach der bei 2 und mehr veränderlichen Lasten ein Kombinationsfaktor von 0,9 anzusetzen ist, liefert sehr konservative Bemessungsergebnisse. Mit Methoden der Zuverlässigkeitstheorie wird ein neues Kombinatonsgesetz begründet. Danach ist die größte veränderliche Einwirkung (gemessen am Einfluß auf den jeweiligen Nachweis) voll anzusetzen, weitere veränderliche Einwirkungen dürfen auf 50 % abgemindert werden.

Es wird zunächst eine Drehwinkel- bzw. Kanimethode zur Erfassung der Lastverteilung in rechtwinkligen Plattenbalkenbrücken entwickelt. Anschliessend wird ein auf der Scheiben- sowie auf der Kirchhoffschen Plattentheorie aufbauendes Formänderungsverfahren so weit hergeleitet, daß der aufgrund der mechanischen Voraussetzungen mögliche Anwendungsbereich der wesentlich einfacheren und daher für die Praxis wichtigeren Verfahren der Stabstatik bestimmt werden kann.

Die wirtschaftliche und sichere Bemessung von Offshore-Gründungen mit gerammten Stahlrohrpfählen hängt in hohem Maße von einer realistischen Abbildung der horizontalen Bettung des Pfahls durch den umgebenden Boden ab. Üblicherweise erfolgt die geotechnische und stahlbauliche Bemessung von Monopile-Gründungsstrukturen mit gebetteten Stabwerksmodellen, in denen die Nichtlinearität des Bodenverhaltens durch entsprechende nichtlineare Bettungsfedern (sogenannte p-y-Kurven) berücksichtigt wird. Das Verhalten der p-y-Kurven bei kleinen Verformungen hat dabei einen großen Einfluss auf die dynamischen Eigenschaften der Gesamtstruktur. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Ansätze für p-y-Kurven mit Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode verglichen, in denen ein höherwertiges Materialmodell mit erhöhter Bodensteifigkeit im Bereich sehr kleiner Dehnungen verwendet wurde. Es wird gezeigt, dass mit Modifikationen der p-y-Kurven im Bereich kleiner Verformungen eine gute Übereinstimmung zwischen Finite-Elemente-Berechnung und den Berechnungen am gebetteten Balken erzielt werden kann.

Lateral bedding stiffness of large diameter piles at small displacements - comparison of Finite Element calculations with methods based on p-y-curves.
The economical and safe design of offshore foundations with driven steel pipe piles depends to a large degree on the realistic modelling of the lateral bedding provided by the surrounding soil. Usually, the complex and strongly non-linear soil behaviour is taken into account in the design of offshore foundations by employing non-linear bedding springs (p-y-curves) in beam-spring models. The behaviour of the p-y-curves at small displacements strongly influences the dynamic properties of the structure, which are crucial for both the ultimate limit state (ULS) and the serviceability limit state (SLS). This paper compares different approaches for p-y-curves with numerical results obtained with the Finite Element method, using advanced constitutive models accounting for high soil stiffness at very small strains in the numerical calculations. It is shown, that good agreement between the Finite Element calculation and the beam-spring model can be obtained if the p-y-curves are modified at small displacements.

Ausgehend vom prinzipiellen Aufbau eines vertikalen Temperiersystems (VTS) werden experimentelle Untersuchungen beschrieben, die die Auswirkungen von VTS auf das Raumklima, den Heizenergieverbrauch und die im Mauerwerk enthaltene Feuchte zeigen. Zur Beurteilung dieser Meßergebnisse werden auch in konventionell durch Radiatoren beheizten Räumen experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Hierbei zeigt sich, daß der Einsatz von VTS im Vergleich zu konventionell beheizten Räumen zu einem behaglicheren Raumklima, einem niedrigeren Heizenergieverbrauch und einer Reduzierung der Mauerwerk-Feuchte führt. Die numerischen Untersuchungen dienen der Bereitstellung von Berechnungsdiagrammen, um zukünftig praxisorientierte Auslegungen von VTS zu ermöglichen. Unter Berücksichtigung eines zweidimensionalen Ansatzes zur Berechnung der Wärmeleitung sowie einer elementweisen (iterativen) Berechnung des Wärmeübergangs wird ein Berechnungsverfahren mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente entwickelt, mit dem die Auslegungs-Wärmeleistung von VTS berechnet werden kann. Bei entsprechend dichter Verlegung der Rohrleitungen von VTS kann eine Auslegungs-Wärmeleistung von bis zu 135 W/m² erreicht werden.

Räumliche Stabwerke aus Stahl werden in der Regel mit Hilfe von Statik-Programmen berechnet, die auf einer baustatischen Theorie zweiter oder höherer Ordnung basieren. Im vorliegenden Beitrag wird unter besonderer Berücksichtigung der Ersatzimperfektionen geklärt, ob diese vereinfachten Theorien ausreichen und welche Erweiterungen erforderlich sind, um in allen Fällen für die Baupraxis hinreichend genaue Ergebnisse zu erzielen. Für Programm-Hersteller und -Nutzer werden einfache Systeme angegeben, an denen die grundsätzliche Leistungsfähigkeit eines Statikprogramms mit geringem Aufwand überprüft werden kann. Ferner werden Hinweise zur korrekten Anwendung von Statikprogrammen gegeben.

Fortsetzung aus Heft 6/2008

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Es werden kurz Betrachtungen zur iterativen Berechnung von Stabtragwerken bei geometrisch und physikalisch nicht-linearem Verhalten angestellt. Am Einzelstab ohne Stabdrehwinkel und beim Auftreten von Stabdrehwinkeln wird gezeigt, wie zum Nachweis, daß die Bemessungslast kleiner als die rechnerische Grenzlast ist oder zur Berechnung der rechnerischen Grenzlast die geometrisch nichtlinearen Beziehungen linearisiert werden können oder sogar Berechnungen nach Theorie I. Ordnung mit Zusatzbetrachtungen durchgeführt werden können. Bei der physikalischen Nichtlinearität beschränken sich die Betrachtungen auf das Rechnen mit Fließgelenken. Hier wird eine abschnittsweise Linearisierung erreicht. Die konsequente Anwendung der geschilderten Möglichkeiten führt zur linearisierten Fließgelenktheorie II. Ordnung.

Für verschiedene Konstruktionsformen, die in der Praxis des Behälterbaus bei der Einleitung von Stützdrücken in punktgelagerte, stehende zylindrische Behälter Anwendung finden, werden mit Hilfe der Semi-Membrantheorie statische Modelle abgeleitet, die eine anschauliche beurteilung des Tragverhaltens erlauben. Aufgrund von Vergleichsuntersuchungen stellt sich die Aussteifung mit Längs- und Ringsteifen als zweckmäßigste Lösung dar, da damit die bei der Krafteinleitung in Schalen entstehende Umfangsbiegung gesondert aufgenommen wird. Bei der Beulberechnung der Behälterwand ist auf die lokalen Spannungskonzentrationen über den Stützpunkten, welche nicht völlig abgebaut werden können, zu achten.