Der vorliegende Beitrag thematisiert die Durchführung sowie die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Ermittlung der Rollreibungszahlen historischer 4-Rollen-Wälzlager. Diese Untersuchungen wurden im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Vorhabens zur realitätsnahen statisch-konstruktiven Bewertung historischer Brückenlager durchgeführt. Dabei wurden insgesamt acht Lager bezüglich ihrer Rollreibungszahlen untersucht.
Die Ergebnisse zeigen bei allen Lagern ein sehr zufriedenstellendes Rollreibungsverhalten. Bei funktionsfähigen Rollen und nach grober Entfernung von Rost und Schmutz lagen die Quantile der Rollreibungszahlen im Bereich normativer Werte für Neubaulager. Diese Werte wurden sowohl im Betriebslastbereich bis zur 1,5fachen maximalen Bemessungslast als auch bei höheren vertikalen Belastungen bis zur 2,7fachen maximalen Bemessungslast nachgewiesen. Weiterhin zeigen die Ergebnisse eine eindeutige Abhängigkeit der Rollreibungszahlen von fertigungs- und alterungsbedingten Unebenheiten der Lagerplatten. Hieraus konnte eine Methodik zur Abschätzung der vorhandenen Rollreibungszahlen anhand der Unebenheit der Lagerplatten abgeleitet werden.

Assessment of historic bridge bearings - Experimental investigations on rolling friction.
This paper presents tests to determine the rolling resistance of historic bridge bearings with four rollers. The experimental investigations were conducted as part of a project which was funded by the German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft). Overall, eight rolling bearings with four rollers have been tested in terms of their rolling friction. In this paper the experimental work as well as the results of the investigation is described.
For all bearings a satisfactory rolling behaviour was observed. Without rust and dirt on the rolling surfaces the rolling friction is at the same level which is given in the German standards for new build rolling bearings. This value was observed at vertical loads up to 1.5 times the design load as well as at higher vertical loads up to 2.7 times the design load of the bearings. Furthermore, the findings have shown that there is a clear correlation between the measured rolling friction and the roughness of the bearing plates due to manufacturing and aging. From this a method could be derived to estimate the existing rolling friction by means of the roughness of the bearing plates.

Der vorliegende Beitrag thematisiert die Spannungsberechnung im Kontaktbereich historischer Brückenlager. Speziell der Kontakt zwischen Kugelzapfen und Lagerpfanne steht im Fokus der Ausführungen. Es wird gezeigt, dass die auf Grundlage der Hertz’schen Theorie an der Ersatzgeometrie Kugel-Ebene berechneten Spannungszustände nennenswerte Fehler gegenüber den numerisch an der tatsächlichen Geometrie Kugelzapfen-Lagerpfanne ermittelten Spannungen aufweisen können. Nach Darstellung der Ursachen und Einflussparameter dieser Fehler wird eine Methodik aufgezeigt, diese Fehler signifikant zu korrigieren.

Assessment of historical bridge bearings: The contact problem - part 2.
This paper addresses the calculation of stresses within the contact zone of historical bridge bearings. Special attention is paid to the contact between ball stud and bearing cup. It will be shown that the stresses calculated according to the Hertzian theory at the idealised analogous geometry of a ball on a plate present considerable differences to the stresses numerically calculated at the real geometry of a ball stud on a bearing cup. Afterwards the causes and influencing factors of these failures are discussed, and a method to improve them significantly is provided.

Es wird über die statische Nachrechnung der 1912 bis 1916 errichteten Bösebrücke in Berlin berichtet. Es handelt sich um eine dreifeldrige Fachwerkbogenbrücke mit der Besonderheit eines verwendeten Nickelstahls im Mittelfeld. Für Haupttragwerk, Fachwerkknoten und Fahrbahnplatte wurden verschiedene Modelle abgebildet, die Nachweisführung erfolgte mit dem semiprobabilistischen Konzept. Im Ergebnis konnte das Bauwerk in die Brückenklasse 30-30 nach DIN 1072 eingeordnet werden. Abschließend wird die Ermittlung der Restlebensdauer auf der Grundlage des Wöhler linienkonzeptes dargestellt.

Die Festlegung von Zähigkeitsanforderungen für tragende Stahlstrukturen für Mobilkrane basiert bis heute größtenteils auf Erfahrungswerten oder deren Herleitung ist nicht transparent und nachvollziehbar. Mit bruchmechanischen Methoden konnten erstmals die Anforderungen an die Werkstoffzähigkeit für ein sprödbruchsicheres Betreiben differenziert bewertet und nachvollziehbar quantifiziert werden. Die vorgestellte Methodik lässt für verschiedene Bauteile, Beanspruchungsbedingungen und Vorgaben für Schweißnahtunregelmäßigkeiten die zu erwartende Lebensdauer sowie die erforderliche Werkstoffzähigkeit abschätzen.

Brittle fracture resistance of high-strength steels in mobile crane engineering
The definition of toughness requirements for load-bearing steel structures for mobile cranes are largely based on empirical values or their derivation is not transparent and understandable. For the first time, fracture mechanical methods enabled the assessment of requirements for material toughness for brittle fracture-proof operation in a differentiated manner and quantified in a comprehensible manner. The methodology presented, allows the expected service life and the required material toughness to be estimated for various components, load conditions and specifications for weld seam irregularities.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Historische Bauten, insbesondere Kirchen, reagieren i.allg. sehr empfindlich auf mögliche Baugrundbewegungen. Wenn diese Bauwerke aufgrund eines Erdbebens einstürzen oder erheblich geschädigt werden, können neben hohen Verlusten an Menschenleben auch erhebliche immaterielle Werte verloren gehen. Die Bewertung des Risikos enthält dabei die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit eines Schadens und die Bestimmung möglicher Schadensfolgen. In diesem Aufsatz wird eine Methodik zur Beschreibung und vergleichenden Bewertung solcher Risiken vorgestellt. Dazu wird zunächst die Bodenbewegung infolge Erdbeben mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen dargestellt, der Einfluß möglicher Materialparameter mit Sensitivitätsanalysen abgeschätzt, um mögliche Schadensklassen nach der Europäischen Makroseismischen Skala vorherzusagen. Verluste werden anhand einer speziell für diesen Fall zusammengetragenen Datengrundlage erfaßt, so daß ein Vergleich mit einer Vielzahl anderer Risiken möglich ist.

Das Brandverhalten von Baustoffen wird nicht nur von der Art der Stoffe selbst beeinflußt, sondern auch von ihrer Gestalt, ihrer spezifischen Oberfläche und Dichte sowie vom Verbund mit anderen Stoffen. Dabei wirken sich nicht nur die Art der angrenzenden Stoffe aus, sondern auch die Verbindungsmittel und die Verbindungstechnik. Für eine sachgerechte Bewertung des Brandverhaltens der Baustoffe sind diese Einflüsse daher bei der Probenherstellung und Durchführung der Prüfungen zu berücksichtigen. In diesem Beitrag wird diskutiert, wie weit dies bei den genormten Prüfungen an Fassadenaufbauten sachgerecht erfolgt. Zur Beurteilung der Brandausbreitung wird ein Versuchsverfahren im Maßstab 1:1 vorgestellt, das im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsvorhabens erprobt wurde.

Am Beispiel der am Anfang des 20. Jahrhunderts gebauten Brücke am Dornheimer Weg in Darmstadt wird in diesem Beitrag die Anwendung eines bruchmechanischen Analyseverfahrens für die Weiterverwendung alter Stahlbrücken vorgestellt. Dazu bestimmt man die so genannten kritischen Bauteile der Brücke und bildet die vorhandenen Querschnittselemente durch bruchmechanische Ersatzmodelle (Rißscheiben) ab. Durch die Annahme einer Anfangsschädigung in Form eines Risses wird die Restlebensdauer des Bauteils bis zum Erreichen der zum Versagen führenden Rißlänge mittels einer Rißfortschrittsberechnung ermittelt. Soweit möglich, findet nach dem ersten Durchlauf des Verfahrens eine Verfeinerung der Modelle statt, um eine zu konservative Abschätzung der Restlebensdauer zu vermeiden. Nach iterativer Anwendung dieser Vorgehensweise ergeben sich die endgültigen rechnerischen Restlebensdauern der kritischen Bauteile, so daß eine zusammenfassende Bewertung zur Weiterverwendung der Brücke vorgenommen werden kann.

Nachdem in den letzten Jahren die Auswirkungen von Baumaßnahmen auf das Grundwasser stärker in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt sind, wird mittlerweile bei der Erteilung von allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen für spezielle Bauprodukte eine Bewertung der Umweltverträglichkeit vorgenommen. Da Umweltschutz eine wesentliche Anforderung an Bauprodukte im Rahmen der europäischen Bauproduktenrichtlinie ist, werden auch genormte Bauprodukte zukünftig in dieser Hinsicht stärker überprüft werden müssen. In dem Artikel wird vorgestellt, nach welchem Bewertungsschema das DIBt die Beurteilung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser für welche Bauprodukte vornimmt und welche zukünftige Entwicklung sich bei genormten Bauprodukten abzeichnet.

Assessment of the environmental compatibility of constructions products within the scope of technical approvals.
During the last years the effects of construction works on groundwater have moved more and more into the public spotlight. An assessment of the environmental compatibility has since then been carried out when granting technical approvals for specific construction products. Since environmental protection is an essential requirement for construction products within the scope of the European Construction Products Directive, in future also standardized construction products will have to be checked much stronger in this respect. This article introduces the assessment scheme according to which DIBt performs the evaluation of the effects on soil and groundwater for which construction products and which future development begins to emerge on standardized construction products.

Die 1964 fertiggestellte Kaiserleibrücke bei Frankfurt als großartiges Beispiel des Brückenbaus der Nachkriegszeit überführt die Autobahn A 661 über den Main. Es handelt sich bei der 220 m weit gestützten Doppelbogenbrücke um die Straßenbrücke mit der größten Spannweite in Hessen. Eine realitätsnahe Bewertung wurde vor allem auf der Basis eines Bauwerksmonitorings in Stufe 3 der NRR möglich. Damit konnten einerseits das Berechnungsmodell optimiert sowie weiterhin auf Basis der gemessenen Last- und Beanspruchungskollektive die einwirkungsseitigen charakteristischen Werte für die Tragfähigkeitsnachweise sowie die ermüdungswirksamen Beanspruchungen objektbezogen festgelegt werden. Im Fazit kann die Kaiserleibrücke nach geringfügigen Sanierungs- bzw. Verstärkungsmaßnahmen noch einige Jahrzehnte unter Schwerverkehr ungefähr der heutigen Stärke erhalten bleiben. Der Erhalt dieser sehr ästhetischen Bogenbrücke ist nicht nur ein Beitrag zur Baukultur, sondern dient auch der bestmöglichen Ressourcenschonung.

Assessment of load capacity and fatigue safety of the Kaiserleibrücke across the Main - example of an object-related application of the recalculation guideline
The Kaiserleibrücke, which was completed in 1964 as a great example of post-war bridge construction, crosses as A 661 motorway the river Main. The double arch bridge with a span of 220 m is the road bridge with the largest span in Hesse. A realistic assessment was possible primarily on the basis of structural health monitoring at level 3 according recalculation guideline. On the one hand, this enabled the calculation model to be optimized and, on the basis of the measured loads and stresses, the characteristic values for calculation of load capacity and stress collectives for calculation of fatigue safety could also be determined on an object-related basis. In conclusion, after marginal reinforcement measures, the Kaiserleibrücke can be preserved for a few decades under heavy traffic with approximately current count and weight. The preservation of this very aesthetic arch bridge is not only a contribution to building culture, it also allows the best possible saving of resources.

Um die Jahrhundertwende wurden zahlreiche Brücken aus Schweißeisen gebaut. Oft ist es notwendig, diese Brücken noch möglichst lange in Betrieb zu halten. Es stellt sich die Frage, wie die Gefahr von Spontanbrüchen angerissener Bauteile in einer Brückenkonstruktion erfaßt werden kann. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten bruchmechanischer Berechnungsmodelle zur Beurteilung kritischer Rißlängen in Bauteilen. Resultate von bruchmechanischen Versuchen an Kerbschlagproben und an einfachen Bauteilen aus Schweißeisen werden miteinander verglichen. Außerdem werden Nachweismodelle vorgestellt und die relevanten Einflußgrößen diskutiert.

Der Aufsatz beschäftigt sich mit Grundlagenuntersuchungen zur Festlegung eines Teilsicherheitsbeiwerts für Temperatureinwirkungen auf Brücken. Zur zuverlässigen Ableitung der angestrebten Aussagen wurde über numerische Langzeitsimulationen die erforderliche Datenbasis geschaffen. Den Berechnungen lagen typische Brückenquerschnitte in Stahl-, Verbund- und Betonbauweise zugrunde. Zur Darstellung repräsentativer Wetterszenarien standen kontinuierliche Wetterdaten eines Zeitraums von drei Jahren zur Verfügung. Die abzuleitenden Grenzwerte wurden unter der Vorgabe einer mittleren Wiederkehrperiode von 50 Jahren über Extremwertbetrachtungen bestimmt. Durch Vergleiche mit den im DIN-Fachbericht 101 angegebenen charakteristischen Werten der Temperatureinwirkungen können analog zur bestehenden Praxis die zu erwartenden Extremwerte in das semiprobabilistische Sicherheitskonzept integriert werden. Mit dieser Vorgehensweise konnte der Zielvorgabe, das bewährte Konzept der Berechnung von Temperatureinwirkungen unverändert zu belassen und die Streubreiten mit einem Sicherheitsabstand zu berücksichtigen, entsprochen werden.

Validation of the safety coefficients for thermal load on bridges. This paper covers basic analysis for the determination of partial safety coefficients for thermal loads on bridges. Long-term numerical simulations were performed to achieve an appropriate database for reliable predictions. The calculations were based on typical bridge cross-sections in steel, composite and concrete constructions and representative weather scenarios. The weather data was provided for a continuous period of three years. The obtained limit values were determined on the basis of a fifty years recurrence by the use of limit value analysis. Considering the characteristic values of DIN-Fachbericht 101 for thermal load the estimated limit values were integrated analog to practical use into the semi-probabilistic safety concept. Therefore it was possible to keep the well established concept of calculating the thermal load unchanged, while the scatter range was covered by a safety margin.

Der aktuelle Entwurf der neuen Fassung der EN 1997 unterscheidet für numerische Berechnungen von Stützwänden zwischen Nachweisverfahren mit Ansatz der Teilsicherheitsfaktoren auf die resultierenden Beanspruchungen oder auf die Scherparameter des Bodens. Hierzu wurden umfassende numerische Studien auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode für repräsentative Systemgeometrien durchgeführt und die Ergebnisse kritisch beurteilt. Systeme mit unterschiedlichen Randbedingungen hinsichtlich Stützung, Grundwasserstand, Baugrubentiefe und Einbindetiefe wurden betrachtet. Für alle Systeme wurden Schnittgrößen ermittelt. Insgesamt zeigte sich, dass beide Nachweismethoden ähnliche Werte für Querkräfte und Biegemomente entlang der Wand liefern. Es wurden die zwei Varianten für die Nachweismethode mit Abminderung der Scherparameter des Bodens verglichen; beide Varianten ergaben untereinander abweichende Ergebnisse aufgrund der unterschiedlichen Ausgangszustände mit einer A-priori-Abminderung der Scherparameter des Bodens einerseits und einer Abminderung nur in maßgebenden Berechnungsphasen andererseits. Ein Vergleich mit dem gängigen analytischen Verfahren nach Blum gemäß den Empfehlungen der EAB ergab, dass in der FEM aufgrund anderer Spannungsverteilungen entlang der Wand andere Einbindelängen erforderlich sind, um den Nachweis des Fußauflagers zu erfüllen. Die Einspannwirkung in den FEM-Berechnungen fällt geringer aus, als dies bei einer analytischen Berechnung nach Blum der Fall ist.

Assessment of verification concepts acc. to EC7 for excavation retaining walls in sand based on the finite element method
The current draft of the new version of EN 1997 distinguishes for the numerical calculations of retaining structures between verification approaches with different application of partial safety factors: either on the effects of actions, or on the shear strength parameters of the soil. Comprehensive numerical studies based on the finite element method for representative system geometries were carried out and the results were evaluated. Various systems with different boundary conditions with regard to support, groundwater level, excavation depth and embedment depth were considered. Internal forces were determined for all systems. Overall, it was found that both verification methods deliver similar values for shear forces and bending moments along the wall. The two variants for the approach using reduction factors for the shear strength of the soil were compared; both variants yielded different results due to the different initial conditions with an a priori reduction of the shear parameters of the soil on the one hand and a reduction only in decisive calculation phases on the other. A comparison with the current analytical method according to Blum in accordance with the recommendations of the EAB showed that other embedment lengths are necessary in the FEM due to different stress distributions along the wall in order to fulfill the verification of the embedment length. The degree of earth support fixity in the FEM calculations is less than in an analytical calculation acc. to Blum.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Das Bauwerk einer Windenergieanlage dient der Sicherstellung der Energieproduktion. Eine entsprechende Zuverlässigkeit der Struktur und deren permanente Bewertung und Unterhaltung ist dazu notwendig. In diesem Beitrag werden Möglichkeiten der Bewertung des für die Struktur wichtigen Schädigungsmechanismus Ermüdung sowie dessen Überwachung in Zusammenhang mit Schädigungsindikatoren aufgezeigt. Dabei wird auf strukturmechanische, werkstoffmechanische und probabilistische Modelle sowie auf Messdaten eines Prototyps einer OWEA zurückgegriffen. Ausgehend von der gesamtdynamischen Berechnung wird die Zuverlässigkeit gemäß der Auslegung für den Schädigungsmechanismus Ermüdung durch ein Wöhlerlinienmodell berechnet. Damit werden ermüdungssensible Komponenten der Struktur identifiziert. Schädigungsindikatoren zur Überwachung der Ermüdungsfestigkeit werden auf Grundlage schädigungs-äquivalenter Dehnungen vorgestellt.

Experimentelle Langzeituntersuchungen zur Dauerstandfestigkeit sind für routinemäßige Prüfungen im allgemeinen nicht praktikabel. Im vorliegenden Beitrag wird ein Weg aufgezeigt, der die Bewertung der Dauerstandfestigkeit auf der Grundlage eines Kurzzeitprüfverfahrens ermöglicht. Zur Quantifizierung struktureller Änderungen werden die makroskopischen Verformungen und Spannungen herangezogen, wobei die sphärischen und deviatorischen Anteile separat untersucht werden. Im Rahmen dieses Beitrages wird die Dauerstandfestigkeit, die als eine elementare Gefügeschwelle verstanden wird, an einachsig auf Druck belasteten Probekörpern untersucht, wenngleich die Bewertung weiterer Beanspruchungskonstellationen grundsätzlich möglich ist.
Auf der Basis der an Porenbeton durchgeführten Untersuchungen läßt sich feststellen, daß beanspruchungsbedingte Strukturänderungen in Zusammenhang mit der Lastgeschichte zu sehen sind. Für Beanspruchungen, die nicht größer als ca. 40 % der Druckfestigkeit sind, ist der Einfluß der Lastgeschichte auf das Materialverhalten praktisch vernachlässigbar. Anhand des für irreversible Gestaltänderungen dissipierten Anteils der Formänderungsenergie ergibt sich, daß strukturelle Änderungen durch entsprechend hohe Vorbelastungen vorweggenommen werden können und daß sich ein großer Anteil der Strukturänderungen bereits nach vergleichsweise kurzer Belastungsdauer vollzieht.
Die Kompressibilität des Porenbetons ändert sich belastungsabhängig. Bereits kurzzeitige Überlastungen oberhalb der Dauerstandgrenze sind von signifikanten Änderungen der Kompressionssteifigkeit begleitet. Das qualitative Tragverhalten des Porenbetons, das bei Beanspruchungen oberhalb der Dauerstandfestigkeit grundsätzliche Änderungen erfährt, läßt sich so bereits im Kurzzeitversuch mit Hilfe der Kompressionssteifigkeit abgrenzen. Die Auswertungen für Normalbeton weisen auf analoges Verhalten hin.

Die Barriereintegrität ist von zentraler Bedeutung für die Langzeitsicherheit von Endlagern für radioaktive Stoffe im Salinar. Die Integrität der Salzbarriere wird durch die Einhaltung des Dilatanz- und Fluiddruckkriteriums nachgewiesen. Während das Fluiddruckkriterium das Versagen des Gebirges aufgrund eines Lösungsdrucks beschreibt, stellt das Dilatanzkriterium das Versagen des Gebirges durch eine Scherbeanspruchung dar. Wird das Fluiddruckkriterium in den effektiven Spannungen nach Terzaghi formuliert, ist es äquivalent mit einer kleinsten effektiven Spannung von null. Da die aufnehmbare Oktaederschubspannung beim Dilatanzkriterium nach Cristescu und Hunsche von der Oktaedernormalspannung abhängig ist, wird untersucht, welchen Einfluss das Effektivspannungskonzept nach Terzaghi auf das Dilatanzkriterium hat. Am Beispiel einer generischen Abbaureihe werden die Bereiche, in denen beide Kriterien verletzt sind, für die ursprüngliche Formulierung und für die Formulierung unter Berücksichtigung der effektiven Spannungen verglichen. Die numerischen Berechnungen erfassen einen Zeitraum von 80 Jahren nach der Auffahrung bis 1.000 Jahre nach Verfüllung der Abbaue.

Evaluation of the Barrier Integrity Based on Effective Stresses Using the Dilatancy and Fluid Pressure Criterion.
For the long-term safety of repositories for radioactive waste in rock salt the integrity of the rock salt barrier is of major importance. Barrier integrity is considered to be demonstrated when the dilatancy and the fluid pressure criterion are met. While the fluid pressure criterion describes hydraulic failure due to fluid pressure the dilatancy criterion describes the failure due to shear stress. If the fluid pressure criterion is given in terms of effective stress according to Terzaghi, it is equivalent to an effective minimum stress component of zero. When using the dilatancy criterion according to Cristescu and Hunsche, the octahedral shear stress bearing capacity depends on the isotropic stress. It is investigated what happens if the concept of effective stresses according to Terzaghi is applied to the dilatancy criterion. Based on a series of generic cavities, the regions where both criteria are exceeded are compared using both the original formulation as well as the version that takes into account the concept of effective stresses. The numerical simulations comprise a time period between 80 years after cavities' excavation and 1.000 years after the cavities have been backfilled.

Schäden an Betonbauwerken unter Mitwirkung einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) sind ein weltweites Problem und haben in den letzten Jahren trotz intensiver Forschung, vorhandener Normen und Richtlinien zugenommen. Auch in Deutschland besteht diesbezüglich akuter Handlungsbedarf. Erste Schritte wurden sowohl mit der Einführung des Allgemeinen Rundschreibens Straßenbau ARS 15/2005 bzw. ARS 12/2006 und länderspezifischen Regelungen unternommen, als auch mit der Überarbeitung der Alkali-Richtlinie des DAfStb.
Am F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde (FIB) wird zur kurzfristigen Beurteilung der Alkalireaktivität von Gesteinskörnungen eine Kombination aus einem Mörtelschnelltest und umfassenden petrographischen/mineralogischen Untersuchungen angewandt. Zur zuverlässigen Beurteilung des AKR-Schädigungspotentials projektspezifischer Betone kommt eine neu entwickelte AKR-Performance-Prüfung mittels FIB-Klimawechsellagerung zum Einsatz. Im Vordergrund steht die Beurteilung von Betonen für Fahrbahndecken und Flugbetriebsflächen unter Berücksichtigung einer durch alkalihaltige Taumittel verursachten äußeren Alkalizufuhr.

Demografische Veränderungen, ein sich wandelnder Arbeitsmarkt und konjunkturelle Schwankungen mit unterschiedlich dominierenden Gewerbezweigen erfordern Gebäude, die sich an verändernde Nutzeranforderungen anpassen können. Zur Erhöhung der Ressourceneffizienz sind Gebäude nicht nur hinsichtlich des Materialeinsatzes und Energieverbrauchs zu optimieren, sondern darüber hinaus für einen langen Nutzungshorizont auszulegen. Um die Anpassungsfähigkeit von Geschossbauten an verschiedene Nutzungsformen bewerten zu können, wurde im Rahmen des Innovationsprogramms “Zukunft Bau” das Forschungsprojekt “Adaptive Gebäudestrukturen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz von Geschossbauten im städtischen Raum” durchgeführt. Im folgenden Beitrag werden die Motivation zum Forschungsprojekt, eine Übersicht zu wesentlichen Fragestellungen und die Ergebnisse in einer zusammenfassenden Darstellung vorgestellt.

Assessment of the adaptivity of multi-storey buildings for the urban area
Demographic changes, a transforming labour market and economic volatility with different dominant industries require buildings that can adapt to changing user requirements. In order to increase resource efficiency, buildings must not only be optimised in terms of material use and energy consumption, but also designed for a long horizon of use. In order to be able to evaluate the adaptability of multi-storey buildings to different forms of use, the research project “Adaptive building structures to increase the resource efficiency of multi-storey buildings in urban areas” was carried out within the framework of the “Zukunft Bau” research initiative. In the following article, the motivation for the research project, an overview of the main aspects and the results are presented in a summarising form.

Bogenbrücken aus Natursteinmauerwerk zählen zu den ältesten noch in voller Funktion befindlichen Tragwerken innerhalb von Straßen- und Schienenwegen. Mit einem Bauwerksalter von teilweise weit über 100 Jahren stellen diese in großer Anzahl von mehreren tausend Bauwerken gleichzeitig eine historisch sehr wertvolle Bausubstanz dar.
Die ältesten bestehenden Brücken wurden auf Erfahrungswerten basierend entworfen, später standen grafische Verfahren für statische Nachweise zur Verfügung, man entwickelte Näherungsformeln auf Basis der Bogenstützlinie zum Entwurf wesentlicher Geometrieparameter wie Stützweite, Bogenform sowie Bogendicke an Scheitel und Kämpfer. Im Zuge der Nachrechnung dieser Bauwerke werden Bewertungen hinsichtlich Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit auf der Basis heute gültiger Lastansätze und Berechnungsvorschriften gefordert.
Im Beitrag werden neben einem kurzen Überblick zum Bogenbrückenbestand die Möglichkeiten der Tragwerksmodellierung erörtert. Ein Schwerpunkt bildet die Berechnung der Mauerwerkstragfähigkeit, die insbesondere unter Beachtung sicherheitstheoretischer Überlegungen erläutert wird. Die auf den Brückenbau bezogenen Verfahren sind prinzipiell auf Tragwerke des Hochbaus übertragbar.

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Stand der Technik im Jahr 1987 auf dem Gebiet des computerunterstützten Konstruierens im Stahlbetonbau.

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