Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wieland Ramm zur Vollendung seines 80. Lebensjahres gewidmet
Herrn Dr.-Ing. Karl-Eugen Kurrer zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Mit Blick auf die komplizierte Geschichte der 160 Jahre alten schmiedeeisernen Gitterbrücke in Tczew (deutsch: Dirschau) über die Weichsel und in Bezug auf die Ideen ihrer Ertüchtigung wird im folgenden Beitrag die Untersuchung zur Probebelastung der originalen Felder des Überbaus beschrieben. Der historische Überbau der Weichselbrücke Dirschau wird dabei mit einer neuen Fahrbahn belastet. Es konnte die erforderliche Tragfähigkeit des Brückendecks im Besonderen und des gesamten Überbaus im Allgemeinen nachgewiesen werden. Die Arbeiten sind von Versuchsanstalt für Brückenbau der Politechnika Gdaska (TU Gdask) ausgeführt worden. Das untersuchte monumentale Ingenieurbauwerk der Vergangenheit ist eine Brückenkonstruktion, die in ihrer Bedeutung für das Bauwesen mit der berühmten Britannia-Brücke verglichen werden kann.

On the rebirth of a historic lattice truss bridge.
In this contribution, in view of a complicated history of the 160 years old wrought-iron lattice truss bridge in Tczew (Poland) across the Vistula, and with reference to the two emerged ideas of the reconstruction, the load test of the original bridge carrying structures has been described. The historical Bridge across the Vistula is loaded with a new bridge road deck. This was performed recently by the experimental institution for bridge constructions of the Politechnika Gdaska (Gdask University of Technology). The completed proof has confirmed the assumed strength of the new bridge deck, but also a surprisingly high toughness, greatly desired at present, of the original superstructure itself. The investigated monumental ingenieur construction of the past is a bridge structure that, in its meaning, can surely be compared with the famous Britannia Bridge.

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Es wird eine wirklichkeitsnahe Beschreibung der Windstruktur und der Windwirkung auf statistischer Grundlage vorgestellt. Ausgehend von den Messwerten der mittleren Windgeschwindigkeit wird die Böentätigkeit mit einem bestimmten Böenspektrum abgedeckt. Daraus können bei Kenntnis einer aerodynamischen Übertragungsfunktion Windkräfte, die durchschnittlich einmal in einem bestimmten Zeitintervall auftreten, angegeben werden.

Es werden die theoretischen Grundlagen mit Hilfe der Kontinuumsmechanik erarbeitet um mit einem elastisch-plastischen Werkstoffgesetz das Tragverhalten von Stahlbetonplatten im Zustand II beschreiben zu können.

Für eine Machbarkeitsstudie über das Absenken stillgelegter Kernkraftwerke in den Untergrund, als Alternative zur bisher vorgesehenen Beseitigung durch Abbau, war es nötig, die Sicherheit, die Durchführbarkeit sowie den Langzeit-Strahlenschutz zu untersuchen. Besonders erforscht wurde hierbei die Wirkung eines Erbebens während des Absenkvorgangs.

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Eine wirtschaftliche Standardanwendung von Walzprofilen sind Kranbahnträger für Laufkrane. In der bisherigen Bemessungspraxis wurden und werden überwiegend HE-Profile in der Stahlgüte S235 eingesetzt, welche eine zweckmäßige Lösung für Kranbahnträger kurzer bis mittlerer Spannweiten bei kleinen bis mittleren Radlasten darstellen. Sowohl für größere Spannweiten als auch für größere Radlasten und die Kombination aus beiden kommen HE-Profile an ihre Grenzen. Im folgenden Beitrag wird der Einsatz von HD- und HL-Walzprofilen aus S355 für Kranbahnträger untersucht und die Vorteile dieser weniger bekannten Profilreihen dargestellt.

On the economic design of optimized rolled section runway beams for top mounted overhead cranes.
Crane runway beams are an economic standard application of hot rolled sections. In today’s design practice HE sections in grade S235 are commonly used, which represents a suitable solution for crane runway beams of short to intermediate spans and small to medium wheel loads. For bigger spans as well as for higher wheel loads and the combination of both HE sections arrive to their limits. In the following article the application of HD and HL rolled-sections in grade S355 for crane runway beams are examined and the advantages of this less known section ranges are presented.
Marc May
Matthias Ruppert
Christoph Seeßelberg

Die Auswahl des am besten geeigneten Walzprofiltyps ist der erste Schritt der wirtschaftlichen Bemessung eines Kranbahnträgers für Laufkrane. Es werden Tabellen angegeben, aus denen die HEB-Profilgröße für den von bis zu zwei gleichen Laufkranen befahrenen einfeldrigen oder zweifeldrigen Kranbahnträger abgelesen werden kann. Verschiedene Einsparungsmöglichkeiten werden dargestellt: Die Verwendung von S355 anstelle S235, die Reduzierung der Horizontallasten durch Einsatz von Seitenführungsrollen, die statische Berücksichtigung der angeschweißten Flachstahlschiene, die Entschärfung der Durchbiegungsbeschränkung und die Führung des Biegedrillknicknachweises nach dem Verfahren elastisch-plastisch ermöglichen in vielen, aber nicht in allen Fällen eine Reduzierung der Profilgröße der Kranbahn.

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Anhand der Auswertung von Laborversuchen und der Untersuchung von bestehenden Betonbauwerken, die mit dem Beton zugesetzter Steinkohleflugasche errichtet wurden, wird die Dauerhaftigkeit solcher Bauwerke gezeigt. Es werden die Vor- und Nachteile bei der Verarbeitung von Beton mit Steinkohleflugasche aufgelistet und die Beständigkeit inbesondere bei starkem Frost-Tausalz-Wechsel, bei chemischem Angriff und bei drückendem Wasser untersucht.

Bei Verbundbrücken aus Stahl und Beton treten teilweise Probleme auf, die mit der Temperaturentwicklung während der Hydratation des Zements zusammenhängen. So wurden schon in den ersten Tagen der Betonerhärtung Risse im Beton, Abweichungen von der rechnerischen Gradiente und Veränderungen der Lagervoreinstellungen festgestellt, die mit den üblichen Berechnungsmethoden nicht erfaßt werden. Durch die mathematische Aufbereitung in einem Rechnermodell werden die während der Hydratation entstehenden Temperaturfelder und die daraus resultierenden Tragwerksverformungen rechnerisch simuliert. In Vergleichsrechnungen zu Versuchen auf der Grundlage von Parameterstudien wird die Bedeutung der einzelnen Einflußgrößen ausgearbeitet. Für Systeme mit zweistegigem Plattenbalken- oder Hohlkastenquerschnitt wird ein vereinfachtes Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe sich die Auswirkungen der Hydratation bis zu einem definierten Zeitpunkt abschätzen lassen.

Bei Wärmeleitfähigkeits-Messungen sind die Proben in der Regel trocken. Wenn feuchte Proben gemessen werden, baut sich aufgrund des angelegten Temperaturgefälles über den Probenquerschnitt nicht nur ein Temperaturfeld auf, vielmehr setzt unvermeidbarerweise in der Probe auch ein Feuchtetransport ein, selbst dann, wenn beide Probenoberflächen als feuchtedicht anzusehen sind. Die Probe gibt dann zwar über Ihre Oberflächen keine Feuchte ab; die Feuchte kann sich aber während der Messung innerhalb der Probe verlagern, was latente Energien freisetzt oder bindet . Dadurch wird das Temperaturfeld bei der Messung beeinflusst. Der Feuchteeinfluss wird durch den sogenannten “Feuchte-Einflussfaktor“ beschrieben, der in einer früheren Untersuchung bei einseitig dichtem Feuchteabschluss der Proben untersucht worden war. Bei dem nunmehr untersuchten beidseitig feuchtedichten Probenabschluss ergeben sich annähernd gleiche Feuchte-Einflussfaktoren. Dies überrascht. Die vorhandenen hygrischen Randbedingungen (einseitiger oder zweiseitiger Feuchteabschluss) scheinen also doch nicht so viel Einfluss auszuüben, wie bislang vermutet.

Thermal conductivity testing of damp sample material using double-sided moisture-proof end pieces.
Samples used for thermal conductivity measurements are normally dry. Using damp samples means that due to the temperature gradient generated, not only will a temperature-field over the entire sample cross-section build up, but also there is no way to avoid moisture transfer inside the sample; even with both surfaces considered moisture-proof. The sample will not pass moisture over the surface during measurement, but the moisture inside the sample could shift causing release or absorption of latent energy. This would generate an impact on the temperature field during measurement. The moisture flow is characterized by the so called ‘moisture influence factor’, which has been monitored in a former test, using a one-sided moisture-proof end piece. The samples with double-sided moisture-proof end pieces used in the current test series show nearly identical ‘moisture influence factors’. This result is surprising and seems to prove that the influence of the existing hydric boundary conditions (one-sided or double-sided moisture-proof end piece) is much less than previously assumed.

Als bei experimentellen Untersuchungen an luftdurchströmten Fassaden Kondensationseffekte auftraten, deren Ursache zunächst nicht erklärbar war, entschlossen sich die Arbeitsgruppe um Prof. Edgar R. Winter und die Entwicklungsingenieure der Firma Gartner, Gundelfingen, diesem Phänomen nachzugehen. Im Rahmen eines mehrjährigen Forschungsprojektes wurden deshalb Untersuchungen an luftdurchströmten vertikalen Spalten mit rechteckigem Querschnitt durchgeführt mit dem Ziel, grundlegende Aussagen zum Wärmetransport infolge Konvektion bei luftdurchströmten Außenwandbekleidungen und Fenstern sowohl für winterliche als auch sommerliche Randbedingungen zu erhalten. Die dabei gewonnenen Ergebnisse liefern nicht nur einen Beitrag zur energetischen Bewertung zweischaliger Fenster und Fassaden. Sie sind auch auf Wärmetransportvorgänge in anderen Bereichen anwendbar, bei denen freie, erzwungene und Mischkonvektion auftreten.

Die Norm DIN 4109 - Schallschutz im Hochbau regelt alle Belange rund um den baulichen Schallschutz. Hierzu gehören sowohl die Festlegung von Anforderungen, als auch die Beschreibung von Verfahren, mit denen ein geforderter Schallschutz vorhergesagt werden kann (sog. Prognoseverfahren). Weiterhin wird beschrieben, wie ein meßtechnischer Schallschutznachweis grundsätzlich durchzuführen ist. Die Prognoseverfahren beinhalten auch einen Bauteilkatalog mit der Beschreibung der bauakustischen Kenngrößen üblicher Bauteile. DIN 4109 wird zur Zeit aus verschiedenen Gründen komplett überarbeitet. Es werden die Hintergründe der Überarbeitung erläutert sowie die Struktur der neuen Norm vorgestellt. Insbesondere wird auf die Erarbeitung eines neuen Bauteilkataloges für den Bereich der im Holzbau bzw. Leichtbau üblichen Bauteile eingegangen, wobei der jetzt erstellte Bauteilkatalog auch anhand von Beispielen vorgestellt wird. Weiterhin wird auf den aktuellen Sachstand der Überarbeitung von DIN 4109 eingegangen.

Es wird das Finite-Element-Programm NELIN zur nichtlinearen Berechnung (geometrisch und physikalisch) von Stahl- und Spannbetonbauteilen verwendet. Neben den üblichen Parametern, die zur nichtlinearen Berechnung von Tragwerken benötigt werden, wird in NELIN die Zeit als Variable benutzt. Zur Überprüfung des Programms wurden für Stahl- und Spannbetonbauteile numerische Untersuchungen, die auch das Kriechen und Schwinden des Betons beinhalten, durchgeführt. Die Ergebnisse der numerischen Untersuchungen stimmen mit denen der Versuche gut überein.

Der vorliegende Beitrag befaßt sich mit der Möglichkeit und dem Nutzen, Erkenntnisse aus Ermüdungsversuchen an kranspezifischen Kerbdetails auf Ermüdungsnachweise für Stahlwasserbauten zu übertragen. Nach einem kurzen Rückblick auf Umfang und Ursache von Rißschäden an geschweißten Schleusenverschlüssen und den zu ihrer Vermeidung getroffenen Maßnahmen wird der aktuelle Stand beim Ermüdungsnachweis von Stahlwasserbauten beschrieben. Letztlich wird auf einige bleibende, übergreifenden Charakter tragende Problem- und Fragestellungen eingegangen.

Zu Beginn des Artikels werden die rechtlichen Sicherheitsanforderungen an die Errichtung von Bauwerken erläutert und diese Anforderungen mit den statistisch beobachteten Risiken für Bauwerkseinstürze verglichen. Daran schließt sich eine kurze Darstellung der Geschichte der numerischen Sicherheitskonzepte im Bauwesen und eine Erläuterung des aktuellen semi-probabilistischen Sicherheitskonzeptes an. Weiterhin werden die Annahmen zur Berücksichtigung von Unsicherheiten im numerischen Sicherheitskonzept für den Entwurf von Bauwerken mit den beobachteten Ursachen für Bauwerksversagen verglichen. Es zeigt sich, dass menschliche Fehler einen signifikanten Beitrag zum katastrophalen Versagen von Bauwerken haben, sie aber in den aktuellen Baunormen praktisch ausgeschlossen werden. Diese Beobachtung gilt auch für die Anwendung von Software. Die Integration menschlicher Fehler und Softwarefehler in das probabilistische Sicherheitskonzept steht aus, da sich ihre Modellierung mit den Mitteln der Stochastik schwierig gestaltet. Deshalb bemüht man sich um eine Erweiterung der probabilistischen Sicherheitskonzepte durch Einbeziehung anderer mathematischer Verfahren zum Umgang mit Unsicherheit. Die Frage der Konsequenz auf die juristischen Anforderungen bleibt jedoch noch unbeantwortet.

The Future of Safety Concepts in Structural Engineering.
In the beginning the paper discusses the legal safety requirements for design and construction of civil engineering structures and the observed risks from structural failures. The paper is continued by a short description of the history of safety concepts in structural engineering. This section is finished by some details of the current semi-probabilistic safety concept. Furthermore the assumptions about uncertainty in the numerical safety concept are compared with observed causes of structural failures and damages. It can be seen, that human failures contribute significantly to the catastrophic collapses of structures. However, currently they are excluded in the design codes of practice. This result is also valid for software failures. The integration of human failures and software failures in the probabilistic safety concept yields to major problems since human failures and software failures are not random. Therefore an extension of the probabilistic safety concept with advanced mathematical techniques to deal with uncertainty is currently under way. However, the legal consequences of this extension are not yet investigated.

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Durch die neuen Regelwerke DIN 18800 und Eurocode 3 können Bauteile in Schraubenverbindungen auf sogenannten Lochleibungsdruck höher als früher und bis in den plastischen Bereich beansprucht werden. Es stellt sich daher die Frage, ob auch in Zukunft auf einen Ermüdungsnachweis verzichtet werden kann, wenn Einwirkungen zwar wiederholt auftreten, aber nach DIN 1055 Teil 3 als vorwiegend ruhend klassifiziert sind. Es wird über theoretische Betrachtungen und über Versuche zur Beantwortung der gestellten Frage berichtet. Als Ergebnis kann festgehalten werden, daß auch in Zukubft für diese Klasse von Einwirkungen auf einen Nachweis der Sicherheit gegen Ermüdungsversagen bei Lochleibungsbeanspruchung verzichtet werden kann.

Formelsätze für dünnwandige Stäbe bei konzentrierter Torsionsbelastung - den Kragträger, den einfachen Träger und den beiderseits eingespannten Träger - wurden schon früher für den Fall der Proportionalitätskonstante k ungleich 0 vom Verfasser erörtert. Dieser Beitrag behandelt die Formelsätze um den Fall k = 0 sowie die gegenseitigen Beziehungen zu k ungleich 0 aufgrund entsprechender Grenzbereiche. Eine Dualität dieser Formeln für ruhende und bewegliche Lasten wird unterstrichen. Ein Beispiel des Verfassers stellt die negativen und positiven Seiten diesbezüglicher Stahlbauforschung dar.

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Über grundlegende Beziehungen in der technischen Mechanik, die auch ästhetischen Ansprüchen genügen.

Bei verschiedenen Konstruktionen, welche in Schlitzwandbauweise hergestellt werden, ist die Herstellung von nicht-ebenen Schlitzen mit T-, L- oder polygonzugartigem Grundriß sinnvoll und erforderlich. Für solche Schlitze liegt kein dokumentiertes Verfahren zum Nachweis der äußeren Standsicherheit vor. Vergleichsrechnungen mit verschiedenen Rechenansätzen, die die Verhältnisse an nicht-ebenen Schlitzen näherungsweise erfassen, zeigen, daß die äußere Standsicherheit schon bei geringen Abweichungen von der ebenen Geometrie im Verhältnis zum ebenen Fall deutlich abnimmt und die übliche Praxis zur Ermittlung der Standsicherheit nicht unbedingt auf der sicheren Seite liegt. Eine Vorgehensweise zur Standsicherheitsberechnung mit Hilfe ebener Ersatzsysteme wird vorgeschlagen. Die Fragestellung des Nachweises der äußeren Standsicherheit kann durch diese Vergleichsrechnungen nicht vollständig gelöst werden. Hierzu bedarf es experimenteller Untersuchungen, um einen besseren Einblick in das Bruchverhalten solcher Schlitze zu gewinnen.

A notable increase of rail traffic is expected in Switzerland in the next few decades. In order to cope with this increase, the main station in Zurich is being improved with a new underground through station - the Löwenstraße station. This will be connected to the existing Swiss Railways network through the new Weinberg Tunnel. With the opening of the new Cross Rail in 2014, Zurich will become more attractive as a business location, and the journey times for long-distance connections will be massively improved. The investment cost of this project is about 2.031 billion CHF (price basis 2005). This article gives an overview of the overall project and then describes the Weinberg Tunnel and the loose ground section in detail.
In der Schweiz wird für die kommenden Jahrzehnte eine markante Zunahme des Bahnverkehrs erwartet. Um diese Zunahme bewältigen zu können, wird der Hauptbahnhof Zürich mit einem neuen unterirdischen Durchgangsbahnhof - dem Bahnhof Löwenstraße - erweitert. Dieser soll über den neuen Weinbergtunnel an das bestehende Netz der Schweizerischen Bundesbahnen angeschlossen werden. Mit Inbetriebnahme dieser so genannten Durchmesserlinie im Jahr 2014 gewinnt der Wirtschaftsstandort Zürich an zusätzlicher Attraktivität, aber auch die Reisezeiten im Fernverkehr erfahren massive Verbesserungen. Die Investitionskosten für dieses Projekt belaufen sich auf rund 2,031 Mrd. CHF (Preisbasis 2005). Der Beitrag gibt einen Überblick über das Gesamtprojekt und beschreibt dann eingehend den Weinbergtunnel mit der Lockergesteinsstrecke.

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