Es wird am Beispiel einer Rahmenkonstruktion deren Versagensmöglichkeit statistisch auf der Wahrscheinlichkeitstheorie basierend untersucht. Dabei wird der Begriff der Zuverlässigkeit eingeführt und definiert als die Wahrscheinlichkeit, daß die Tragfähigkeit größer ist als die Belastung.

Zur Realisierung der bisherigen Bauprojekte mit textiler Bewehrung wurden Zustimmungen im Einzelfall (ZiE) und allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ) benötigt, wofür ausführliche, kosten- sowie zeitintensive Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen durchgeführt werden mussten. Dabei waren vor allem Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit notwendig. Damit in Zukunft die Anzahl der Versuche deutlich reduziert werden kann, ist ein praxistaugliches Biegebemessungsmodell erforderlich. Neben der Anwenderfreundlichkeit sollen diese Biegebemessungsmodelle alle Anforderungen an die Zuverlässigkeit erfüllen, damit die Tragwerke das von der Gesellschaft und den Nutzern geforderte Sicherheitsniveau erreichen. Durch probabilistische Berechnungen sind in Abhängigkeit von der Qualität der verfügbaren stochastischen Modelle für die Eingangsparameter quantitative Aussagen zur Versagenswahrscheinlichkeit möglich. Damit eine allgemeine Aussage zur Zuverlässigkeit von biegebeanspruchten Betonbauteilen mit textiler Bewehrung möglich ist, sind die verschiedenen Einflussparameter, wie z. B. statische Nutzhöhe d, Textilbruchspannung ft oder Betondruckfestigkeit fc, innerhalb des praktischen Anwendungsbereichs zu variieren. Als Resultat dieser Betrachtungen kann ein für den praktischen Anwendungsbereich gültiger Teilsicherheitsbeiwert &ggr;T für eine textile Bewehrung in biegebeanspruchten Betonbauteilen angegeben werden, der das geforderte Sicherheitsniveau erreicht. In diesem Beitrag werden die probabilistischen Berechnungen vorgestellt und ein Teilsicherheitsbeiwert &ggr;T für die textile Bewehrung vorgeschlagen.

Safety concept for textile reinforced concrete structures with bending load
For the realization of the known concrete structures with textile reinforcement the builder-owner needed either a general approval (abZ) or an individual license (ZiE). Therefor the building authority requested detailed, time-consuming as well as expansive experimental test for the ultimate limit (ULS) and serviceability limit state (SLS). Especially the research on bending behavior was necessary. A practical and simple design model could help to reduce the number of tests and offer the tool to the structural planer for the design. Additionally the model has to fulfill all reliability requirements to guarantee an adequate safety standard. Therefore probabilistic calculations are required. For a general statement different parameters as the static height d, the tensile failure stress of the textiles ft or the compression strength of the concrete fc have to be considered. As a result, a universal safety factor &ggr;T for the textile reinforcement for concrete structures with bending load can be suggested, which satisfies all safety requirements. This article covers this probabilistic calculation and proposes a safety factor &ggr;T.

Brücken spielen eine zentrale Rolle im Straßenverkehrsnetz, sind jedoch zugleich zahlreichen Gefahren ausgesetzt. Um den erforderlich Schutz für diese wichtigen Infrastrukturbauwerke gewährleisten zu können, müssen potenzielle Bedrohungen identifiziert, die Kritikalität von Brücken beurteilt und die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen bewertet werden. Es wird eine Methodik aufgezeigt, mit der eine quantitative Beurteilung der Tragwerkszuverlässigkeit für verschiedene Bauwerke und Szenarien erfolgen kann, damit solche Analysen vorgenommen werden können. An Beispielszenarien werden zudem die Ergebnisse einer Risikoanalyse vorgestellt und bewertet. Schließlich wird ein neuer Indikator für die Zuverlässigkeit von Massivbrücken eingeführt, der eine vereinfachte Abschätzung der Tragwerkssicherheit ermöglicht.

Reliability analysis of concrete bridges for hazard scenarios
Bridges play a vital role in the highway network, yet are also subject to numerous hazards. In order to protect these important elements of the infrastructure, potential hazards have to be identified, the criticality of bridges needs to be assessed and the efficiency of protection measures has to be evaluated. To achieve this, a methodology is shown, how for different structures and scenarios the reliability can be quantified. Furthermore on sample scenarios the results of a risk analysis are displayed and evaluated. Finally a new indicator of reliability for reinforced concrete bridges is introduced, enabling a simplified estimation of structural safety.

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Für exzentrisch belastete Stützen, deren Querschnitte durch eine Kombination aus Biegemoment und Normalkraft beansprucht werden, resultiert der Widerstand aus der Wechselbeziehung Normalkraft N zu Biegemoment M. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, für einachsige Exzentrizitäten e die entsprechend den Normvorgaben bekannten Ansätze auf Sicherheitsreserven zu untersuchen, da in der Praxis die auf diesen Ansätzen beruhenden Interaktionsdiagramme auch für die Beurteilung von bestehenden Strukturen herangezogen werden.
Des Weiteren war es von großem Interesse, in welcher Form die nach Eurocode 2 neuen zulässigen nichtlinearen Bemessungsmethoden in die bestehenden Ansätze der Interaktionsdiagramme inkludiert werden können.

Anhand praktischer Beispiele wird auf die Kontrollmöglichkeiten der Ergebnisse einer finiten Elemente-Berechnung eingegangen.

Die Zuverlässigkeit bestehender Eisenbahnbrücken soll nach [1] durch die Belastbarkeit B Index UIC nachgewiesen werden, die die auf das Lastbild UIC-71 bezogene effektive Tragfähigkeit von Brückenelementen ausdrückt. Im Beitrag werden die probabilistischen Grundlagen des neuen Zuverlässigkeitskonzeptes von bestehenden Eisenbahnbrücken vorgestellt, welches die sogenannte Betriebsbelastbarkeit verwendet. Mit den Methoden der Zuverlässigkeitstheorie werden die Versagenswahrscheinlichkeit P Index ft und der entsprechende Ziel-Sicherheitsindex beta Index t für die Restlebensdauer bestehender Eisenbahnbrückenteile bestimmt.

Die Sicherheit und Nutzungsfähigkeit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken hat eine sehr große Bedeutung für die heutige Gesellschaft. Eingeschränkte Verkehrsnetzwerke führen zu bedeutenden ökonomischen und gesellschaftlichen Konsequenzen. Gerade in Zeiten, in denen Berichte über gealterte und geschädigte Tragwerksstrukturen für Aufsehen sorgen, während öffentliche Mittel für eine Sanierung nur noch begrenzt zur Verfügung stehen, sind innovative Lösungen gefragt. Bauwerksüberwachung ist eine Möglichkeit, die gebotene Sicherheit von Bauwerken auf Dauer zu gewährleisten. Mit Hilfe geeigneter Überwachungsstrategien läßt sich die Nutzungsdauer bestimmen, die bis zu einer Sanierung oder Erneuerung verstreichen darf, ohne eine Gefährdung der Nutzer in Kauf zu nehmen.
Bisher hat sich jedoch eine planmäßige Überwachung von Bauwerken - mit Ausnahme von Ingenieurbauwerken im Zuge von Straßen und Wegen - noch nicht durchgesetzt, vor allem weil sie aufwändig und kostenintensiv ist. Dank weltweiter Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet lassen sich aber Inspektions- und Monitoringstrategien mittlerweile so optimieren, so daß sie für vielfältige Anwendungen attraktiv werden. Im Teilprojekt A1 des Sonderforschungsbereiches (SFB) 477 wurde eine Methodik (“Framework”) für die zuverlässigkeitsorientierte Bewertung von Bauwerken erarbeitet, die eine Optimierung von Bauwerksüberwachungsmaßnahmen und die kontinuierliche Auswertung des Bauwerkszustandes erlaubt. In diesem Beitrag wird das Grundkonzept der Methodik erläutert und seine Anwendung am Beispiel eines “Ersatzbauwerkes” veranschaulicht.

Die Nutzungstauglichkeit von Bauwerken, gegen die drückendes Wasser ansteht, kann durch Trennrisse in Frage gestellt werden. Zu deren Vermeidung wendet die Praxis zahlreiche Maßnahmen an. Zur Bewertung der Wirksamkeit solcher Maßnahmen haben die Verfasser ein Ingenieurmodell entwickelt. Letzteres ist bislang deterministisch, kann also der streuenden Natur der Rißbildung nicht gerecht werden. Es ist daher notwendig, das deterministische Modell in ein probabilistisches zu überführen. Die zahlreichen Unsicherheiten erzwingen die Anwendung der Monte-Carlo-Methode. Die Zuverlässigkeitsanalysen erfolgen an einem zentrisch gezwängten Stab, der als Ausschnitt aus dem rißkritischen Bereich eines beliebigen Bauteils zu deuten ist. Damit konnte der Zusammenhang zwischen der Rißwahrscheinlichkeit und dem Rißindex (Zugfestigkeit/Zugspannung) abgeleitet und anschließend durch die FORM angenähert werden.
Mit Zielgrößen der Rißwahrscheinlichkeit und Grenzwerten des Rißindex kann der Nachweis einer angestrebten Wasserundurchlässigkeit (Nutzungstauglichkeit) geführt werden. Unternehmerische Entscheidungen können zuverlässiger als bisher gefällt werden. Die Anwendung für Nachweise nach WU-Richtlinie wird erläutert.

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Die Stahlbeton-Forschung und -Normung basiert auf der Stabwerksstatik. Damit werden die besonderen Eigenschaften des Baustoffs Beton nicht adäquat berücksichtigt und genutzt. Durch falsch geführte Hauptbewehrung werden Zugspannungen hervorgerufen, die durch zusätzliche Bewehrung (Bügel) aufgenommen werden müssen. An diversen Tragelementen wird gezeigt, wie durch die an den Zugtrajektorien orientierte Armierungsführung wesentlich kostengünstigere und umweltfreundlichere Bauwerke erstellt werden können.

Too much steel in concrete structures? - Reinforced concrete - 120 years worldwide success on the basis of an incorrect approach
The reinforced concrete research and standardization are based on the structural analysis of truss models. Thus, the special properties of the building material concrete are not taken into account and no adequate approach is found. Improperly performed main reinforcement causes tensile stresses, whereby additional reinforcement (stirrups) has to be included. At various structural elements is shown how much more cost effective and environmentally friendly buildings can be created by means of the reinforcement oriented to the tension trajectories.

No Abstract.

Die Mechanik der Rissbildung in den aufgehenden Wänden wird erklärt und ein Vorschlag zur Bemessung der Wände für Zwang vorgestellt.

Wegen der Vielzahl im voraus nicht genau bestimmbarer Einflussparameter auf das Risseverhalten von Stahlbetonbauten, wird ein einfaches Rechenverfahren abgeleitet, das den Genauigkeitsansprüchen hinänglich genügen sollte.

In dicken Wänden treten infolge von Temperatur und Schwinden neben Zwang auch hohe Eigenspannungen auf. Die Eigenspannungen können zu sehr schmalen, von der Oberfläche ausgehenden Rissen führen, die beim Einsetzen des Zwangs Einrisse zwischen Trennrissen auslösen. Durch Versuche und rechnerische Studien wird ein Beitrag zur Klärung des besonderen Rißmechanismus in dicken Bauteilen und der wirksamen Betonzugzone geleistet. Darauf aufbauend wird ein Vorschlag zur Bemessung der Oberflächenbewehrung abgeleitet. Er bezieht sich sowohl auf die Rißbreitenbeschränkung als auch auf die Mindestbewehrung.

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Mit dem Ziel einer sicheren und wirtschaftlichen Auslegung von Bodenplatten zukünftiger Neubauvorhaben untersuchte die Universität Leipzig im Auftrag der VATTENFALL EUROPE GENERATION AG & Co. KG die Zwangbeanspruchungen massiver Bodenplatten (d > 1,50 m) infolge des Abfließens der Hydratationswärme.
Neben der messtechnischen Erfassung und Analyse der Beanspruchungen einer massiven Bodenplatte im jungen Betonalter wurden mit Hilfe der Finiten-Element-Methode Nachrechnungen durchgeführt. Auf Grundlage einer hydratationsgradabhängigen Beschreibung des Materialverhaltens im Erhärtungsprozess konnte in der Nachrechnung sowohl für die Temperatur- als auch für die Spannungsgeschichte eine gute Übereinstimmung mit den Messergebnissen erreicht werden.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass in massiven Bodenplatten der zentrische Zwang nicht maßgebend für die Ermittlung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite infolge des Abfließens der Hydratationswärme ist.

Um das tatsächliche Verhalten von Stahlbetonbauteilen unter vorwiegender Zwangbeanspruchung experimentell zu untersuchen, wurde an der Technischen Universität Graz ein neuer Versuchsaufbau konzipiert. Im Vordergrund steht hierbei die zusammenhängende Betrachtung der Spannungsgeschichte und Rissbildung, beginnend mit der erhärtungsbedingten Zwangbeanspruchung (früher Zwang) und der anschließenden Überlagerung mit weiteren Zwangbeanspruchungen in der Nutzungsphase (später Zwang).
Ziel der experimentellen Untersuchung war es, die verbleibenden Zwangspannungen nach Spannungsrelaxation und Rissbildung zu quantifizieren sowie die Rissbreitenentwicklung im Nutzungszeitraum zu beobachten. Für den frühen Zwang wurde hierbei besonderes Augenmerk auf den Einfluss der realistischen Behinderungssituation (in der Regel teilweiser Zwang) und der thermischen Randbedingungen (insbesondere Auswirkungen thermischer Nachbehandlungsmaßnahmen) gelegt. Im späten Zwang fällt vor allem der Berücksichtigung des Bauteilzustands (Einzelriss oder abgeschlossenes Rissbild) eine entscheidende Rolle zu. Mit den Versuchsergebnissen kann gezeigt werden, dass die Effektivität von thermischen Nachbehandlungsmaßnahmen zur Vermeidung von Trennrissen sehr begrenzt ist und eine getrennte Betrachtung von frühem und spätem Zwang nicht immer zu einer sicheren Bemessung führt.

Restrained Concrete Members - New Findings from Systematic Investigations with Restraint Frames for Reinforced Concrete
In order to investigate the real structural behaviour of reinforced concrete members mainly subjected to restraint a new experimental set-up was designed at the Graz University of Technology. In the focus of interest is the continuous investigation of the stress history and crack development starting with restraint due to hardening and the subsequent superposition with further deformation impacts during service life.
The experimental investigation aims at quantifying the remaining restraint stresses after stress relaxation and crack formation as well as observing crack development during service life. In the hardening phase the influence of a realistic placement condition (normally partial restraint) and the thermal boundary conditions (especially thermal curing) was paid attention to. During service life the consideration of the member condition (single crack pattern or stabilized crack pattern) is highly significant.
Based on the experimental results it can be concluded that thermal curing has only a limited influence on preventing through cracks and the separate consideration of early restraint and service life impacts does not always lead to design on the safe side.

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Über die Verwendung von Algorithmen bei der Programmierung von Computern.

Es werden die wissenschaftlichen Voruntersuchungen, Entwurf und wesentliche Gesichtspunkte beim statischen Nachweis für zwei Brückenbauwerke, die extern vorgespannt wurden, aufgezeigt. Bei der externen Vorspannung ohne Verbund verlaufen die Spannglieder nicht mehr innerhalb des betonierten Querschnitts, sondern im beschriebenen Beispiel innerhalb des Hohlkastens.

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