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The Clem Jones Tunnel (former North-South Bypass Tunnel) is the first project to get underway as part of Brisbane's transport plan which aims to improve the urban road network. The total length to be excavated is 6.8 km which includes 4.8 km of driven tunnel and associated road connections. Construction commenced in August 2006 with project completion targeted well before the contractual completion date of October 2010. Due to the local geology, in particular the hard Brisbane tuff and Neranleigh-Fernvale formation a combination of tunnel excavation methods are used. The majority of the tunnel is excavated by two tunnel boring machines in rock having a compressive strength of between 80 and 150 MPa. Ten roadheaders are excavating the remaining tunnels such as ramps, access tunnels, cross passages and merges.
A major challenge arose during the planning of the initial mainline excavation underneath the Royal National Association Showground in Bowen Hills. This section contains low rock cover and historical maps indicate that the Showground is located within a former topographic depression (alluvial valley) where a creek once flowed through. Due to traffic merge design requirements, both TBM and roadheader excavation methods were required to be used in this challenging geological profile. The answer was to stabilise the alluvium above both TBM section tunnels from the surface prior to excavation and to operate the TBM in single shield mode with immediate grouting of annular void from the tail shield. In addition, the roadheader section of tunnel required additional support by spiles and canopy tubes installed from the tunnel face.

Der Clem Jones Tunnel (ehemals North South Bypass Tunnel) ist das erste in Angriff genommene Projekt des Brisbane-Transportplans. Dieser Plan hat das Ziel, das städtische Straßennetzwerk zu verbessern. Insgesamt wird eine Strecke von 6,8 km aufgefahren, einschließlich 4,8 km bergmännische Tunnel und zugehörige Straßenanbindungen. Die Bauarbeiten begannen im August 2006, und die Fertigstellung des Projekts ist deutlich vor dem vertraglich vereinbarten Fertigstellungstermin im Oktober 2010 geplant. Der größte Teil der Tunnel wird durch zwei Tunnelbohrmaschinen im Hartgestein mit einer Druckfestigkeit zwischen 80 und 150 MPa ausgebrochen. Zehn Teilschnittmaschinen fahren die übrigen Tunnel wie Rampen, Zugangstunnel, Querschläge und Verbindungen auf.
Eine große Herausforderung ergab sich während der Planung des Haupttunnelvortriebs unter dem Ausstellungsgelände der Royal National Association in Bowen Hills. Dieses Gebiet besitzt eine geringe Felsüberdeckung, und aus historischen Karten weiß man, dass das Ausstellungsgelände in einer ehemaligen topografischen Senke (alluviales Tal) liegt, durch die früher ein Bach floss. Aufgrund von Verkehrsplanungsanforderungen war es notwendig, sowohl Tunnelbohrmaschinen als auch Teilschnittmaschinen in dieser schwierigen geologischen Situation zu verwenden. Die Lösung bestand darin, das Schwemmland über beiden TBMTunneln von oben her zu stabilisieren und die Tunnelbohrmaschine in der Einfachschildbetriebsart zu fahren, wobei der Ringspalt vom Schildschwanz aus verpresst wird. Die durch Teilschnittmaschinen ausgebrochenen Tunnel mussten außerdem zusätzlich durch Spieße und eine Rohrschirmsicherung gestützt werden.

Es werden die mechanischen Stoffgesetze für Zustand I und II beschrieben, die bei der Berechnung von gedrückten Stahlbetonträgern nach Theorie 2. Ordnung zu beachten sind.

Für die Beanspruchungen aus Biegung mit Längskraft, Querkraft, Torsion und Durchstanzen werden an ausgewählten Beispielen die Tragfähigkeiten bzw. zulässigen Schnittgrößen nach Eurocode 2 und DIN 1045 bzw. DIN 4227 gegenübergestellt. Die Unterschiede in den Tragfähigkeiten ergeben sich hierbei aus den abweichenden Bemessungsvorschriften, aus den unterschiedlichen Definitionen für die Festigkeitswerte sowie unterschiedlichen Annahmen für die Sicherheitsbeiwerte. Außerdem dürfen nach Eurocode 2 der Betonstahl und Betone höherer Druckfestigkeit stärker ausgenützt werden als nach deutschen Normen.

Es wird über Biegeversuche an 12 Plattenstreifen mit unterschiedlicher Dicke und verschieden hoher zentrischer Vorspannung ohne Verbund, mit und ohne eine zusätzliche im Verbund liegende Betonstahlbewehrung berichtet. Anhand der Versuchsergebnisse lassen sich Kriterien bezüglich einer Mindestvorspannung bzw. Mindestbewehrung formulieren, die ein duktiles Tragverhalten und demzufolge das Erreichen der rechnerischen Biegebruchlasten sicherstellen, sofern der Spannungszuwachs der Spannglieder nach entsprechend begründeten Verfahren angenommen wird.

Das Ziel der dargestellten Untersuchung war, Angaben zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern aus Brettschichtholz (BS-Holz) und unidirektional verstärkten Faserverbundkunststoffen (FVK) zu erhalten. Dazu wurden der Einfluß des Verstärkungsgrades, der geometrischen Anordnung der Verstärkung und der Einfluß von CFK-Lamellen und AFK-Lamellen genauer untersucht und verstärkte BS-Holz Träger unter praxisnahen Bedingungen hergestellt.

Geklebte CFK Lamellen zur Biegezugverstärkung werden inzwischen weltweit angewandt. In Deutschland erfolgt die Anwendung auf der Grundlage der DIBt-Richtlinie für das Verstärken von Betonbauteilen mit CFK Lamellen. Die Bemessung erfolgt zur Zeit noch nach dem globalen Sicherheitskonzept von DIN 1045. Im Beitrag wird ein neues Bemessungskonzept für EC 2 und DIN 1045-1 vorgestellt, das auf dem Prinzip der Teilsicherheitsbeiwerte beruht. Erläutert werden die Berechnungsgrundlagen sowohl für die Biege- und Querkraftbemessung als auch die notwendigen Nachweise für die Verankerung der Lamellen. Das neue Berechnungsmodell wird mit dem derzeitigen Regelwerk nach DIN 1045 verglichen. Anhand von Beispielen werden die Grundzüge einer EDV-gestützten Berechnung dargestellt.

Die gute Verbundfestigkeit zwischen Hochlochziegeln HLz und Lagerfugenmörtel ist eine der bekannten positiven Eigenschaften des Ziegelmauerwerks und besonders bei horizontaler Belastung des Mauerwerks aus Wind oder Erddruck von Bedeutung. Biegezugspannungen senkrecht zur Lagerfuge dürfen bisher nach DIN 1053-1 nicht angesetzt werden. Die vorhandenen Tragfähigkeitsreserven des Mauerwerks werden somit nicht genutzt. Im Rahmen der europäischen Normung und bei einer zukünftigen Überarbeitung der DIN 1053-1 wird der Ansatz von Biegezugspannungen senkrecht zur Lagerfuge diskutiert. Bei der Neubearbeitung von DIN 1053-5 ist für Dünnbettmauerwerk der Ansatz einer Biegezugspannung senkrecht zur Lagerfuge vorgesehen. Allerdings wird - den Regelungen im EC 6 entsprechend - das Inrechnungstellen einer Biegezugfestigkeit von Mauerwerk senkrecht zur Lagerfuge nur dann zulässig sein, wenn die betreffenden Bauteile nur durch zeitweise einwirkende Lasten (z. B.Wind) beansprucht werden und ein Versagen des Bauteils nicht zu einem größeren Einsturz oder zum Stabilitätsverlust des gesamten Tragwerks führt. Im Auftrag der Arge Mauerziegel wurden an der MPA Hannover umfangreiche Untersuchungen zur Biegezugfestigkeit von Ziegelmauerwerk senkrecht zur Lagerfuge durchgeführt, über die nachfolgend berichtet wird.

Dieser Beitrag liefert einen Einblick zu den wesentlichen Ergebnissen aus Untersuchungen zur Biegezugfestigkeit von Mauerwerk parallel und senkrecht zu den Lagerfugen aus [1], die am Institut für Bauforschung der RWTH Aachen University durchgeführten wurden. Eine umfangreiche Darstellung der Ergebnisse erscheint im Mauerwerk-Kalender 2013 [2].

Die Biegetragfähigkeit von Mauerwerk kann aus Biegezugversuchen an kleinen Mauerwerkwänden abgeleitet werden. Die derzeitig vorliegenden Ergebnisse solcher Versuche wurden unter Bezug auf DIN 1053-1 und EC 6 ausgewertet und bewertet. Danach sind erhebliche Festigkeitsreserven vorhanden, die durch Ansatz von Rechenwerten für die Steinzugfestigkeit und Haftscherfestigkeit nach neuen Erkenntnissen belegt und genutzt werden können.

Der einfache Biegeversuch ermöglicht das Aufzeigen vieler grundsätzlicher Phänomene des Biegetragverhaltens im Stahlbetonbau. Geht man die Last-Verformungskurve hoch, kommt es zu einem Steifigkeitsabfall durch die Bildung erster Risse und der Querschnitt geht vom ungerissenen in den gerissenen Querschnitt über. Bei weiterer Lastaufbringung vervollständigen sich die Risse zum abgeschlossen Rissbild. Danach bleibt das Rissbild konstant und die Bewehrung beginnt zu fließen. Fährt man mit der Lastaufbringung fort, krümmt sich der Träger zunehmend, bis schlussendlich die Bewehrung reißt oder die Betondruckzone versagt. Die Gebrauchstauglichkeits- und Tragsicherheitszustände können innerhalb dieser Last-Verformungskurve zugeordnet werden. Für Studierende und auch spätere Tragwerksplaner*innen ist es wichtig, die Kenntnisse über das Biegetragverhalten sicher zu beherrschen, und dazu können Versuche einen wichtigen Beitrag leisten. In diesem Aufsatz werden Laborversuche vorgestellt, die das Ziel haben, die wesentlichen Phänomene des Biegetragverhaltes von Stahlbeton sichtbar zu machen. Dazu wird ein Biegetragelement, wie es im üblichen Wohnungs- oder Bürobau auftritt, betrachtet. Von Studierenden der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) wurden die Experimente vorausberechnet, die Probeköper hergestellt und gemeinsam mit Mitarbeitenden getestet. Es war beeindruckend, wie viele Phänomene des Biegetragveraltens im Stahlbetonbau mit nur vier einfachen Balken nachvollzogen werden konnten.

Bending tests to demonstrate essential phenomena in reinforced concrete construction
The simple bending test makes it possible to demonstrate many fundamental phenomena of the bending load-bearing behaviour in reinforced concrete construction. If one goes up the load-deformation curve, there is a drop in stiffness due to the formation of the first cracks and the cross-section changes from the non-cracked to the cracked cross-section. With further load application, the cracks complete the final crack pattern. After that, the crack pattern remains constant and the reinforcement begins to flow. If the load is continued to be applied, the beam curves increasingly until the reinforcement finally cracks or the concrete compression zone fails. The serviceability and ultimate limit states can be assigned within this load-deformation curve. For students and also for future structural engineers, it is important to master the flexural load-bearing behaviour and tests can make an important contribution to this.
In this paper, student experiments are presented that have the goal of making the essential phenomena of the bending behaviour of reinforced concrete visible. For this purpose, a flexural element as it occurs in the usual residential or office construction is considered. Students from the University of Applied Sciences Northwestern Switzerland (FHNW) calculated the experiments in advance, produced the test specimens and tested them together with staff. It was impressive to see how many phenomena of flexural behaviour of reinforced concrete could be reproduced with just four simple beams.

Die Biegeverstärkung von Stahlbetontragwerken mit Carbonbeton wurde in der Vergangenheit bereits umfangreich untersucht und auch in der Praxis schon mehrfach erfolgreich angewendet. Seit 2014 existiert außerdem eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (Z-31.10-182) für die Verstärkung von Stahlbetonbauteilen mit textilbewehrtem Beton. Jedoch haben sich die Carbonbewehrungen in den vergangenen Jahren weiterentwickelt, weshalb im Rahmen des Projekts “C3 - Carbon Concrete Composite” die Übertragbarkeit der bekannten Erkenntnisse auf zwei aktuelle Carbongelege mit unterschiedlichen Tränkungen untersucht wurde. Hierfür wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm mit insgesamt 18 Großbauteilversuchen an der TU Dresden durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt und diskutiert.

Flexural strengthening with carbon reinforced concrete - tests with new carbon reinforcements
The flexural strengthening of reinforced concrete structures with carbon reinforced concrete has already been extensively investigated in the past and successfully applied in practice several times. Since 2014, there has also been a German general building approval (Z-31.10-182) for the strengthening of reinforced concrete with textile reinforced concrete. However, the carbon reinforcements have developed further in recent years, which is why the transferability of the known findings to two current carbon fabrics with different impregnations was investigated within the scope of the project “C3 - Carbon Concrete Composite”. For this purpose, an extensive test program with a total of 18 large component tests was carried out at TU Dresden. The results obtained are presented and discussed in this article.

Textilbeton (TRC) ist eine sehr effektive Methode zur Verstärkung von Stahlbetonkonstruktionen. An der TU Dresden wurden im Rahmen des SFB 528 umfangreiche Forschungen zum Einsatz von Textilbeton zur nachträglichen Biegeverstärkung bestehender Beton- und Stahlbetonbauteile durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen erfolgten im Regelfall an textilbetonverstärkten kleinformatigen Stahlbetonplatten mit Spannweiten von 1,60 m und Plattendicken von 0,10 m. Parallel zu diesen Versuchen erfolgte die Entwicklung von Berechnungsmodellen, mit denen unter anderem die maximale Biegetragfähigkeit der verstärkten Bauteile vorhergesagt werden kann. Der vorliegende Aufsatz beschreibt experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Überprüfung der Übertragbarkeit der bisher gewonnenen Ergebnisse auf großformatige Stahlbetonplatten mit Spannweiten von 6,75 m und Plattendicken von 0,23 m. Durch die Verwendung textiler Hochleistungsbewehrungen aus Carbon auf Basis von so genannten Heavy-Tow-Garnen wurden sehr hohe Verstärkungsgrade realisiert. Die Ergebnisse zeigen signifikante Steigerungen der Tragfähigkeiten im Vergleich zu unverstärkten Referenzplatten. Dadurch konnte die sichere Anwendung von Biegeverstärkungen aus Textilbeton auch für Bauteile mit großen Spannweiten und großen Verstärkungsgraden gezeigt werden. Gleichzeitig wurde bei vergleichbarem Lastniveau mit zunehmendem Verstärkungsgrad eine deutliche Verringerung der Durchbiegungen nachgewiesen. Die experimentell ermittelten Tragfähigkeiten sind mit dem vorgestellten Berehnungsansatz zur überschläglichen Biegebemessung textilbetonverstärkter Stahlbetonplatten gut nachvollziehbar.

Bending Capacity of Reinforced Concrete Slabs Strengthened with Textile Reinforced Concrete
Textile Reinforced Concrete (TRC) is a very effective method to strengthen reinforced concrete constructions. The SFB 528 of the TU Dresden has been carrying out vast research concerning the use of TRC for a subsequent bending strengthening of existing concrete and reinforced concrete components. As a rule the experiments TRC strengthened small format reinforced concrete slabs with span widths of 1.60 m and thicknesses of 0.10 m were used. Parallel to these tests calculation models were developed enabling a prediction of the maximum bending load carrying capacity of the strengthened units among others. The paper describes the experimental and theoretical research for checking the transferability of the results gained until now onto large-size reinforced concrete slabs with span widths of 6.75 m and thicknesses of 0.23 m. Through the use of high performance textile reinforcements based on carbon Heavy-Tow-Yarns very high reinforcement degrees were realized. The results show significant increases of the load carrying capacity compared to the unstrengthened reference slabs. Thus the safe use of bending strengthening out of TRC for components with large span widths and high reinforcement degrees could be proven. At the same time we were able to demonstrate considerably lower deflection with growing reinforcement degrees. The experimentally determined load bearing capacity can be well comprehended with the introduced calculation models of the bending measurement of TRC strengthened reinforced concrete slabs.

Zur Berechnung des gekrümmten Plattenbalkens werden Formeln für die Schnittkräfte infolge verschiedener Lastfälle nach einer allgemeinen Beschreibung des Tragverhaltens angegeben. Um die Behandlung durchlaufender Tragwerke zu ermöglichen, werden Ausdrücke für die Enddrehwinkel der Hauptträger angegeben.

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Durch die DIN 18800 Teil 1 (Ausg. 11/90) wurde eine Überarbeitung der "typisierten Verbindungen im Stahlhochbau" erforderlich. Es sind für querkraftbeanspruchte IW-Trägeranschlüsse und IS-Verbindungen kleinere Anschlüsse möglich. Um die Auswirkungen auch für überstehende Stirnplattenverbindungen aufzuzeigen, wird die Berechnung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit nach dem alten und neuen Normenkonzept dargestellt. Bei der Nachrechnung von Anschlüssen ergibt sich, daß die neuen Tabellen in bestimmten Fällen auf der sicheren Seite liegen; es wird dargelegt, wie zu rechnen ist, um auch nach neuem Sicherheitskonzept eine Ausnützbarkeit wie nach dem alten Konzept zu erhalten. Ein kurzer Ausblick auf die zukünftigen europäischen Vorschriften bildet den Abschluß.

HV-verschraubte biegesteife Rahmenecken mit Vouten ohne Rippen benutzen gleichzeitig mehrere bekannte Konstruktionsweisen, um in der Werkstatt durch verminderten Schweißaufwand und Zuschnitt Kosteneinsparungen zu erzielen. Es wurden experimentelle Untersuchungen an 31 Prüfkörpern der IPE-Reihe aus St 37 und StE 460 ausgeführt, über einen wird ausführlich im Zusammenhang mit einem einfachen Berechnungsverfahren berichtet. Die Stabilität der Rahmenecke aus der Rahmenebene heraus muß gesondert gesichert werden.

Im vorliegenden Beitrag wird über Querkraftversuche an insgesamt zehn Stahlbetonbalken berichtet, von denen acht mit nachträglich eingemörtelten Bewehrungsstäben verstärkt wurden. Anzahl und Abstand der geneigten Bewehrungsstäbe sowie die verwendeten Verbundmörtel wurden variiert. Während am oberen Ende der Stäbe eine Verankerung im Bauteilinneren durch Verbund erfolgte, wurden für die Verankerung an der Tragwerksunterseite eigene Ankerkörper entwickelt. Die Versuche bestätigen die Wirksamkeit der Maßnahme, die keine Änderungen der Bauteilabmessungen erfordert und von der Tragwerksunterseite her durchgeführt werden kann. Im Zuge der Untersuchungen wurden auch grundlegende phänomenologische Erkenntnisse zur Querkraftabtragung von Stahlbetonbalken gewonnen, insbesondere was die Rissverzahnung entlang des Schubrisses, den Anteil der Dübelwirkung der Längsbewehrung sowie die Mitwirkung der Biegedruckzone betrifft.

Bending Shear Tests on R/C-Beams with Post-Installed Shear Reinforcement
A research project has been started to investigate a new method of strengthening beams with insufficient shear resistance by applying post-installed reinforcement. 10 reinforced concrete beams have been tested in shear, number and location of the inclined rebars as well as type of injection mortar have been varied. The rebars were installed in mortar-injected boreholes and anchored with metal plates at the accessible bar end. The test results confirmed that post-installed rebars can significantly increase the beam shear resistance provided they are situated properly and adequate injection mortars used. Above that the evaluation of the different contributions to shear resistance like truss action, dowel action and shear strength of compression chord provides new findings on the general shear failure mechanism in RC structures.

Es wurde ein experimentelles Programm zur Untersuchung des Einflusses einer zentrischen Vorspannung auf die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbalken ohne Querkraftbewehrung durchgeführt. Insgesamt wurden zwölf vorgespannte Einfeldträger und Kragarme unter Gleichstreckenlast getestet. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass der Einfluss der Normalkraft bei den Kragarmen mit Gleichstreckenlast, bei denen der kritische Schubriss im Bereich hoher Momentenbeanspruchung auftritt, deutlich geringer als bei Einfeldbalken mit Gleichstreckenlast ist. Der Einfluss der Vorspannung wird somit maßgeblich durch die damit verbundene Änderung des Rissbilds und der Dehnungsebene am Querschnitt mitbestimmt. Ergänzend wurde eine umfassende nichtlineare FE-Parameterstudie durchgeführt. Durch Kombination der experimentellen und numerischen Untersuchungen kann der Einfluss der Vorspannkraft auf die Querkrafttragfähigkeit bei unterschiedlichen statischen Systemen und Belastungen quantifiziert werden.

Shear capacity of prestressed beams subjected to uniformly distributed load
An experimental study on the influence of a centric prestressing on the shear capacity of RC-beams without shear reinforcement was conducted. The experimental program consisted of twelve simply supported and cantilever prestressed beams under uniformly distributed loads. The results have shown significant differences of the influence of the prestress force on the shear capacity with regards to different M/V-combinations in the shear span. The increase of shear capacity due to prestressing is for the cantilever beams considerably smaller than that of the simply supported beams. In addition, a nonlinear FE-simulation was performed. Based on the experimental results and the conducted parametric FE study the enhancement factor of the shear capacity with respect to the centric prestress can be quantified for different static systems and loading configurations.

Über die Begrenzung der Verformungen von dreiecksförmigen Stahlbetonplatten in Anlehnung an die Begrenzung der Biegeschlankheit nach DIN 1045.

Über das Tragverhalten von eingespannten Stahlbetonstützen und Stahlbetonfundamenten unter Normal- und Momentenbeanspruchung im Grenzzustand, der Berücksichtigung der Zusatzmomente infolge der Verformungen (Theorie 2. Ordnung) und der Bemessung der Fundamente nach DIN 1045.