Anwendung der Theorie für die Berechnung einer Kugelschale infolge einer Einzellast, Schnittgrössenermittlung im Inneren einer Sohlplatte infolge der Gabelstaplerregelfahrzeuge oder im Inneren der Fahrbahndecke von Flugplätzen u.s.w.

In der Baubranche, wie auch in vielen anderen Bereichen, legen Politik und Gesellschaft immer stärkere Priorität auf ein nachhaltiges, ressourcenschonendes und ökologisches Denken und Handeln. Zur Errichtung und Erweiterung von Gebäuden ist Holz hier als besonders geeignet zu sehen, was auch die Charta für Holz verdeutlicht. Im Juni dieses Jahres wurde die neue Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Bauteile und Außenwandbekleidungen in Holzbauweise (MHolzBauR) durch die Aufnahme in die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) eingeführt. Bereits vor der offiziellen Einführung wurde diese als ein weiterer Schritt in Richtung der bauaufsichtlich geregelten Holzgebäude bis zur Gebäudeklasse 5 gewertet. Die Richtlinie soll die Anwendung von Holz als Baustoff über eine Geschosshöhe von 13 m hinaus zulässig machen und auch eine Ausführung tragender und raumabschließender Bauteile mit einer feuerbeständigen Anforderung in Holzbauweise ermöglichen. Bei einem Vergleich der neuen MHolzBauR mit der bisher gültigen Muster-Richtlinie erkennt man jedoch keinen nennenswerten Unterschied zwischen den brandschutztechnischen Anforderungen an eine Holzrahmenkonstruktion. Damit können die lang ersehnten Möglichkeiten für Holzgebäude bis zur Hochhausgrenze nur in Massivholzbauweise realisiert werden. Ein nicht unerheblicher Bereich des Holzbaus bleibt weiterhin auf die Gebäudeklasse 4 begrenzt.

Possible applications of the new “Muster-Holzbaurichtlinie” for timber frame components
In the construction industry, politics and society are placing increasing priority on sustainable, resource-conserving and ecological thinking and action. Wood is a particularly suitable building material for this. In June this year, the new German Model Guideline on Fire Protection Requirements for Building Components and External Wall Cladding in German Timber Construction was officially introduced by inclusion in the Model Administrative Regulation on Technical Building Regulations. The guideline is not only to permit the use of wood as a building material from a total storey height of 13 m, but also to allow a construction method for wooden building components with a fire resistance duration of more than 90 minutes. However, there are no possibilities under the new directive to use timber frame components in buildings above a height of 13 m. This means that the long-desired possibilities to erect timber buildings above the high-rise limit can only be realised in solid timber construction.

Ist ein Stahlbetonbauteil instand zu setzen, so ist die Grundlage für eine sachgerechte Instandsetzungsplanung die Klärung der Schadensursache und des -umfangs. Wurde der festgestellte Schaden durch eingedrungene Substanzen hervorgerufen, werden am Bauwerk i. d. R. Proben entnommen und im Labor nasschemisch untersucht. Dabei hängt die örtliche Auflösegenauigkeit direkt vom Beprobungs- und Analyseaufwand ab. Durch die sog. LIBS-Analyse ist es möglich, vergleichsweise schnell die Elementverteilung an einer Messfläche von Probekörpern zu ermitteln und diese Informationen anschaulich darzustellen. Die hoch aufgelösten grafischen Auswertungen unterstützen die Darstellung ggf. komplexerer Sachverhalte, sodass diese auch für fachfremde Beteiligte wie Eigentümer/Auftraggeber leichter nachvollziehbar werden. Dies kann bei notwendigen, ggf. kostenintensiven Instandsetzungsmaßnahmen zur Verdeutlichung der Relevanz hilfreich sein. Auch im Rahmen der Forschung kann die Kombination einer hohen Informationsdichte in Verbindung mit der schnellen Messmethode und einem geringen Präparationsaufwand der Probe hilfreich sein, um den heterogenen Baustoff Beton abzubilden und den darin stattfindenden Ionentransport genauer nachzuvollziehen.

Application possibilities of LIBS analysis for reinforced concrete
For reinforced concrete the basis of a proper repair planning is the identification of the damage cause. If the damage determined was caused by substances to which the structure was exposed, the penetration depth has to be known in order to enable the competent planner to determine the scope of repair. The samples taken from the structure are usually analyzed wet-chemically and the results are presented as profile pictures over the depth, whereby the resolution depends strongly on the analysis effort and thus on the analysis costs. By the so-called LIBS procedure, it is possible to gain comparatively fast a high additional information content from the samples and to represent this descriptively. The high-resolution images help to recognize complicated facts and to make problems easier to understand even for external participants due to the excellent visualization. The combination of a high information density in connection with a fast measuring method is also helpful in the context of research in order to be able to map the heterogeneous building material concrete and the ion transport within the cement paste.

Die Zulassung bzw. Beurteilung der Eignung von nachträglichen Befestigungen für sicherheitsrelevante Anwendungen in Beton ist in Europa in der Richtlinie ETAG 001 (1997) geregelt. In dieser Richtlinie wird als Standardbeton zur Durchführung von Eignungsversuchen eine Festigkeitsklasse des Betons von C 20/25 bzw. C 50/60 vorausgesetzt. Außerdem wird ein Bereich vorgegeben, in welchem sich die Sieblinie der Gesteinskörnung zu bewegen hat (siehe Anhang A zur ETAG 001). Bei Tunnelbauprojekten fallen große Mengen an Gesteinsmaterial als Tunnelausbruch an. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen wird zunehmend versucht, diesen mineralischen Rohstoff aufzubereiten und beim Ausbau der Tunnelanlage u. a. als Gesteinskörnung für Beton wiederzuverwerten. Spätestens beim Einbringen der Tunnelausstattung sind Befestigungen in diesem Beton unumgänglich, wodurch sich zwangsläufig die Frage nach einem Einfluss auf die Auszugslast der Befestigungen stellt.
Zur Beurteilung des Tragverhaltens von nachträglichen Befestigungen in einem Betonelement mit Kalkschiefer (Bündnerschiefer aus dem Vortrieb des Brenner Basistunnels) als Gesteinskörnung wurden Versuche mit unterschiedlichen Befestigungssystemen durchgeführt. Zu Vergleichszwecken wurden mit denselben Befestigungssystemen in gleicher Anzahl Referenzversuche im ungerissenen Beton der Betonfestigkeitsklasse C 20/25 durchgeführt.

Application of fastening systems in rock exposing concrete
The approval procedure of post-installed anchors for structural applications is generally regulated in the European Technical Approval Guideline ETAG 001. In this guideline a concrete compressive strength class of C20/25 resp. C50/60 is stated as standard concrete for the required tests. In addition a range for the grain-size distribution curve is given in Annex A of ETAG 001. At large tunnel projects large quantities of excavation material are generated. Due to economic and ecological reasons research is done for using these mineral resources as aggregate for concrete which can be used in the construction of the tunnel itself. At the application of the tunnel equipment post-installed fastening systems will be used and hence the influence on the pull-out capacities has to be considered.
For the evaluation of post-installed fastening systems in a concrete member made of aggregate from tunnel excavation material (Bündnerschiefer from the Brenner Base Tunnel) various fastening systems were tested. The results of the pull-out tests were compared to reference tests which were performed under the same conditions in concrete C20/25.

Für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten sind die Anwendungsgrenzen für eine teilweise Verdübelung bisher nicht geklärt. Im vorliegenden Beitrag (Fortsetzung von [1]) wird das Trag- und Verformungsverhalten dieser Verbundträger anhand experimentell verifizierter FE-Modelle analysiert. Hierzu wird eine umfassende Parameterstudie durchgeführt. Neben dem Verdübelungsgrad und den Querschnittsabmessungen werden hierin Eigenschaften, die vom statischen System abhängen, wie die Belastungssituation (Einzellast oder Linienlast) und die Spannweite ebenso variiert, wie das Verbundmittelverformungsverhalten, indem unterschiedliche Duktilitäten bzw. Dübelkennlinien für das Ausstanz- und das Stahlversagen angesetzt werden. Anhand der Simulationsergebnisse werden Ingenieurmodelle für den Mindestverdübelungsgrad von Verbundträgern mit oberflanschlosen Stahlprofilen und Verbunddübelleisten einschließlich aller erforderlichen Anwendungsgrenzen für die plastische Biegebemessung hergeleitet. Diese werden den Regelungen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für Verbunddübelleisten gegenübergestellt. Die Modelle lassen sich auf Verbundträger mit Stahl-T-Querschnitt und liegenden Kopfbolzendübeln übertragen.

Limitations on the use of partial shear connection in composite beams with single flange steel beams and composite dowels - Part 2: Analysis of the load bearing and deformation behaviour and modes for the minimum degree of partial shear connection.
For composite beams with single flange steel beams and composite dowel connectors, the limitations to the use of partial shear connection have not yet been clarified. In this paper (continuation of [1]) the bearing and deformation behavior is analyzed using experimentally verified FE models. For this purpose, a comprehensive parametric study is performed, in which, in addition to the degree of shear connection and different cross-sectional types, different parameters of the composite beam are varied which do not enter into the analytical calculation of the plastic bending moment capacity. These are, on the one hand, properties which depend on the static system, such as the loading situation (single load or uniformly distributed load) and the span, on the other hand, the slip deformation behavior of the connectors is varied by establishing different ductility characteristics for pry-out and steel failure of composite dowels. Based on the simulation results, equations are derived for the minimum degree of partial shear connection for beams with single flange steel sections and composite dowel connectors including all required limitations of use for plastic design. The own models are compared to regulations given in a technical approval for composite dowels. The models may also be adopted for composite beams with steel T-sections and horizontally lying shear studs.

Im EC4 sind Anwendungsgrenzen für die plastische Biegebemessung teilverdübelter Verbundträger geregelt. Neben ausreichender Verbundmittelduktilität (die Kopfbolzendübel müssen ein Verformungsvermögen von mindestens 6 mm besitzen) wird gefordert, dass die Stahlträger identische oder maximal um den dreifachen Wert abweichende Flanschflächen von Ober- und Untergurt aufweisen. Darüber hinaus ist eine untere Grenze für die Schubtragfähigkeit der Verbundfuge (Mindestverdübelungsgrad) definiert. Für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten wurden entsprechende Anwendungsgrenzen bisher nicht erforscht. Aufgrund deutlicher Unterschiede im Hinblick auf die Querschnittsform des Stahlprofils und das Verformungsverhalten der Verbundmittel ist eine einfache Übertragung der Regeln aus EC4 allerdings nicht möglich und voraussichtlich unsicher. Im Rahmen des ersten von zwei Fachaufsätzen zu diesem Thema werden die theoretischen Grundlagen und die Untersuchungsmethodik zur Herleitung von Anwendungsgrenzen für den Teilverbund erläutert. Neben der plastischen Biegebemessung nach Teilverbundtheorie für verschiedene Querschnitte werden nichtlineare, dreidimensionale FE-Modelle für Verbundträger mit oberflanschlosen Stahlträgern und Verbunddübelleisten entwickelt und an Versuchen aus der Literatur validiert.

Limitations to the use of partial shear connection in composite beams with single flange steel beams and composite dowels - Part 1: Theoretical background, methodology and development of FE-models.
The plastic bending resistance design of composite beams with partial shear connection in EC4 is subject to several limitations of use. For instance, the shear connectors, usually shear studs, have to provide sufficient ductility (at least 6 mm deformation capacity) and the geometry of the steel beam is restricted to sections with either equal flanges or only slightly differing areas of top and bottom flange. Furthermore, EC 4 defines a minimum degree of partial shear connection. For composite members with single flange steel section and composite dowels, limitations to the use partial shear connection have not yet been researched. Because of remarkable differences regarding steel section geometry and deformation behaviour of the connectors a simple transfer of EC 4 rules is not possible and likely non-conservative. In the first of two companion papers on that topic, the theoretical background and the methodology to investigate the limitations of use for partial shear connection are provided. Besides plastic design of several beams sections with partial shear connection, the paper presents the development of nonlinear, 3D FE-models of composite beams with single flange steel beam and composite dowels, which are validated against experimental beam tests from the literature.

Stahlbeton- und Spannbetonbauteile müssen für alle während ihrer Lebensdauer auftretenden Beanspruchungsszenarien ausreichend tragfähig sein. Dies gilt unabhängig von der jeweiligen Beanspruchungsart und -kombination sowie vom Beanspruchungszeitpunkt und von der Beanspruchungsdauer. Daher werden die zeitlichen Effekte der Beanspruchung beim Bemessungswert der Betondruckfestigkeit in dem Beiwert &agr;cc berücksichtigt, der in den Normen üblicherweise konstant angenommen wird. Bei den Bewertungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit wird aber oft die Größe dieses Beiwerts diskutiert. Aufbauend auf der differenzierten Bestimmung des Beiwerts &agr;cc in [1] werden in diesem Beitrag mithilfe typischer Anwendungsbeispiele die Möglichkeiten des neuen Ansatzes für die Anwendung weitergehend erläutert und diskutiert.

Practical determination of the factor &agr;cc
Reinforced and prestressed concrete members must be resistant to all loading scenarios that are possible during their service life. This is independent of the load type and combination as well as the loading time (concrete age at loading) and the load duration. Hence, the time effects of loading are considered in the design value of concrete compressive strength with the factor &agr;cc, which is considered generally as constant values in design code provisions. For the evaluations in ultimate limit state, however, the value of this factor is often a matter of debate. Based on the introduced approach for the differentiated definition of the factor &agr;cc in [1], the potentials of its application are explained and discussed in this paper.

Dämmstoffe aus nachwachsenden und wiederverwertenden Rohstoffen werden hinsichtlich ihrer Eigenschaften, Klassifizierung aus bauaufsichtlicher Sicht sowie sinnvollen Einsatzgebiete dargestellt und kritisch durchleuchtet. Es werden der Einfluß der Feuchte auf die Wärmeleitfähigkeit, das Langzeitverhalten und die teilweise notwendigen größeren Dämmdicken besprochen sowie die ökologischen Aspekte wie Energiebilanz, Flammschutzmittel, Mottenschutz, Faser- und Feinstaubfreisetzung bei Verarbeitung und toxische Gase im Brandfall erörtert.

Die dritte Empfehlung des Arbeitskreises 2.14 der DGGT “Digitalisierung in der Geotechnik” definiert die wesentlichen Anwendungsfälle zur Umsetzung mit dem Fachmodell Baugrund. Anwendungsfälle beschreiben abgegrenzte, spezielle Projektleistungen im Lebenszyklus eines Bauprojekts hinsichtlich ihres Zwecks sowie deren Bearbeitungsinhalte und sind im BIM-Kontext zu standardisieren. Dazu sind die vom BMVI für Infrastrukturbauwerke bereits identifizierten und exemplarisch beschriebenen Anwendungsfälle mit Blick auf einzelne Fachdisziplinen auszugestalten, zu konkretisieren und zu ergänzen. Für das Fachmodell Baugrund ergeben sich damit Anwendungsfälle, die unmittelbar mit diesem umgesetzt werden können, bei denen das Fachmodell Baugrund einen Teil der erforderlichen Eingangsdaten darstellt oder bei denen eine Ableitung (Schnitt) daraus verwendet wird. Bei der Umsetzung konkreter Bauprojekte findet vom Auftraggeber eine Auswahl aus standardisierten Anwendungsfällen statt, die Bestandteil der Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) werden. Damit verbunden sind Anforderungen an die digitalen Liefergegenstände zu bestimmten Entwicklungsstufen des Fachmodells Baugrund.

Use cases of the specialized model subsoil - Recommendation No. 3 of the working group 2.14 (DGGT) “Digitalization in geotechnical engineering”
The third recommendation of the working group 2.14 “Digitalization in geotechnical engineering” defines relevant use-cases for the specialized model “subsoil”. Use-cases describe differentiated special demands in the project's life-cycle considering purpose as well as content and have to be standardized in the context of building information modeling. The use-cases identified and exemplarily described from BMVI for infrastructural buildings have to be developed, concretized and further amended with respect to the subject area. Regarding the specialized model “subsoil”, use-cases are defined which can directly be implemented. The specialized model delivers the necessary data or a derivative out of this (geological section) for execution of the use-cases. For practical projects, the client selects the use-cases out of a catalogue with standardized use-cases which become part of the Client Information Request (AIA). In this context, requirements regarding the digital deliverables with respect to different development stages have to be defined.

Dem Sanierungskonzept war aufgrund von vielen Randbedingungen ein enges Korsett vorgegeben. Unter anderem war die neue deutsche Silonorm DIN 1055-6: 2005-03 einzuhalten. Die Anwendung der neuen Silonorm ist anspruchsvoll und zeitintensiv. Die neue Konstruktion ist in allen Belangen durch die neue Norm beeinflusst worden. Augenfällig ist die externe Vorspannung, welche als Neuheit gänzlich während des Gleitens von einem zweiten Nachläufer aus aufgebracht wurde.
Ein Siloprojekt kann und soll nicht auf die rechnerische Anwendung einer Silonorm reduziert werden. Drei Ziele führen zum ganzheitlichen Erfolg:
- Schüttguteigenschaften kennen und abdecken
- Rechnerische Auslegung mittels Silonorm aber nicht ohne Erfahrungswerte
- Professionelle Bauausführung und Bauüberwachung
Die neue Silonorm DIN 1055-6 hilft beim Erreichen dieser Ziele auf weiten Strecken. Ihre Anwendung erfordert entsprechende Erfahrung im Silobau und gesunden Ingenieurverstand.

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Verformungsempfindliche Tragwerke benötigen wesentliche Anteile ihres Materials zur gezielten Erhöhung der Steifigkeit hinsichtlich verformungskritischer Punkte, wie z. B. die Feldmitte bei Brückentragwerken oder der Kopfpunkt bei Hochhaustragwerken. Insbesondere bei komplexen Strukturen stößt eine nur händische vorgenommene Optimierung solcher Tragwerke schnell an ihre Grenzen. Die hier angewandte Methode der Verformungsreduzierung durch Materialumverteilung (MVM) bietet ein praxistaugliches Instrument, um die Materialmengen innerhalb eines geometrisch festgelegten Tragwerkes so umzulagern, dass die für die kritische Verformung wichtigen Stäbe mehr Material erhalten. Dabei bleibt die Gesamtmasse des Tragwerkes erhalten. Die im Text dargestellten Beispiele einer Stahl-Fachwerkbrücke und einer Stahl-Glas-Dachkonstruktion als Gitterrost zeigen die Möglichkeiten des praktischen Einsatzes dieser Optimierungsmethode auf.

Application studies to optimize deformation sensitive structures.
Many building structures are designed in such a way that the deflection in a critical point of the structure is reduced as much as possible (e. g. the middle span of a bridge or the top level of a high rise building). This often requires a lot of material. In addition optimizing these kinds of structures by hand is quite difficult and time consuming. This article demonstrates the practical usage of an optimization method (called MVM), which allows an engineer to redistribute the material within a geometrically given structure in such a way that the deflection in a critical point is reduced as much as possible. The demonstrated case studies are a steel truss bridge over four spans and a steel roof structure for a bus station.

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Bei der Erstellung von Baugruben im Grundwasser ist es sinnvoll, die Verbauwände in eine schwächer durchlässige Bodenschicht einzubinden und eine Restwasserhaltung zu betreiben. Da bei einer solchen Konstruktion die Verbauwände unterströmt werden, entsteht ein Strömungsfeld, das für verschiedene Berechnungen und Standsicherheitsnachweise ermittelt werden muss. So müssen zum Beispiel hydraulische Gradienten, Filtergeschwindigkeiten sowie Potenziale und Porenwasserdrücke bestimmt werden. Diese werden zur Ermittlung der Wandbelastung aus Erd- und Wasserdruck, bei den Nachweisen gegen hydraulischen Grundbruch, gegen innere Erosion und gegen Versagen des Erdwiderlagers sowie zur Bestimmung des Grundwasserzuflusses verwendet.
Auf Basis der Definition des zugehörigen Strömungsproblems als parametrisiertes Randwertproblem und entsprechenden FEM-Berechnungen wurde eine analytische Näherungslösung formuliert, mit der für langgestreckte sowie für kreisrunde Baugruben bei isotropem sowie anisotropem Baugrund das Potenzial in der Ebene der Wandunterkante und an der Wandinnenseite einfach berechnet werden kann. Diese Näherungslösung wird hier für den Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch und zur Berechnung des maximalen Gradienten am Schichtwechsel im Bereich der Baugrube sowie zur Ermittlung der Einbindetiefe ausgewertet.

Application of an approximate solution for groundwater flow at a residual water drainage system
If excavations go below the groundwater table, a proven option is to embed the pit wall in a less permeable soil stratum and to operate a residual water drainage system. As an underflow of the pit walls occurs in these constructions the flow field has to be determined for various calculations and stability verifications. For instance, hydraulic gradients, discharge velocities as well as potential heads and pore-water pressures have to be calculated. These values are necessary to determine the earth and water pressure distribution. They can also be used for the verification of hydraulic failure, internal erosion and failure of the earth support, as well as for the calculation of groundwater influx.
By defining the hydraulic problem as a parameterized boundary value problem and using the Finite Element Method (FEM) an analytical approximate solution was formulated. This solution is valid for both plane and axisymmetric state with isotropic and anisotropic subsoil. It is used for the calculation of the hydraulic head distribution on the level of the wall toe and along the inner surface of the wall. These approximate solutions are evaluated for the verification against hydraulic heave and for the calculation of the maximum gradient at the change of layer in area of the excavation pit and the determination of the required embedment depth.

Dem Anlaß des Themenheftes entsprechend werden die wichtigsten Beiträge Klöppels zum Stahlleichtbau vorgestellt. Es folgt eine kurze Entwicklungsgeschichte der Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB). Anwendungen der VTB werden gezeigt aus den Gebieten Profilverformung (Bindebleche, Kaltprofilpfetten und Trapezbleche), Stabilität (Beul- und Traglasten bestimmter Querschnitte) und dünnwandige Zylinder (Anschlußsteifigkeit und Beulen).

Bei der Belastung eines Bauteils entstehen durch die innere und äußere Schädigung elastische Wellen, die unmittelbar von den Schadensherden (Risse, Mikrobrüche) abgestrahlt werden - analog zu Erdbebenwellen. Mithilfe der Schallemissionsanalyse (SEA) und unter Verwendung geeigneter Sensoren, welche an der Oberfläche des Bauteils befestigt sind, können diese Signale aufgezeichnet und ausgewertet werden. Die Fehlstelle produziert quasi selbst das Messsignal, was als Vorteil gegenüber anderen Messverfahren (wie Ultraschall oder RADAR), die häufig nach dem Eintreten eines Schadensereignisses angewendet werden, angesehen werden kann. Schallemissionssignale werden meist im Ultraschallfrequenzbereich ausgewertet und in Fachkreisen oft auch als mikro-seismische Ereignisse bezeichnet. Im Gegensatz zur Ultraschalltechnik, bei der die Messergebnisse eher mit den geometrischen Eigenschaften eines Defektes verknüpft sind, weswegen das Bauteil in der Regel abgescannt wird, ist die Schallemissionsanalyse eng mit den irreversiblen (unelastischen) Deformationen in einem unter Last stehenden Bauteil verbunden. Ort und Charakter der Quellsignale sind daher im Gegensatz zur Ultraschalltechnik zunächst unbekannt. Eine sichere Interpretation der Schallemissionssignale wird in vielen Fällen erst möglich, wenn die Quellen dieser Geräusche (die Hypozentren) lokalisiert werden können. Der Anwendungsbereich erstreckt sich beispielsweise auf die Detektion der Rissentstehung, der Analyse des Rissfortschritts oder der Rissuferreibung. Diese Vorgänge sind oft mit einem vorangegangenen inneren Spannungsaufbau verbunden, der u. a. mechanische oder thermische Ursachen haben kann. Die SEA ist deswegen prädestiniert, Bauteile und andere Strukturen im Routinebetrieb unter Last zu überwachen. Im Folgenden werden nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen einige Beispiele für Anwendungen im Bereich Bauteildesign und Materialforschung sowie Beispiele von Anwendungen bei Messungen an Infrastrukturbauwerken aus bewehrtem Beton gegeben.

Acoustic emission monitoring applications for concrete structures
When structures are loaded they experience internal and external damage which causes the release of elastic waves. These waves radiate outward from the damage source (cracking, micro-fracture) similar to earthquakes. With sensors mounted to the surface, acoustic emission (AE) monitoring captures and analyses these signals. Compared to other techniques such as ultrasonic testing or RADAR which are typically applied after damage has occurred, in AE monitoring the damage source itself generates and thus is represented in the signal which is an advantage. Typically, the ultrasonic frequency range of AE signals - often referred to as micro-seismic events - is analyzed. In contrast to ultrasonic techniques where the recorded signals are usually associated with the geometry of a defect, which is why a member is typically scanned over an area, AE are also related to the irreversible (inelastic) deformations of a member under an applied load. Location and character of the source signals are therefore initially unknown. A reliable interpretation of AE signals is often only possible when the sources (hypocenters) can be located. Applications include crack detection and monitoring of crack propagation or crack surface friction. AE events are often related to a prior mechanical or thermal stress accumulation. AE techniques are therefore particularly well suited for in-service monitoring of structural or mechanical members. In this paper, after an introduction to the basics of the method, examples for applications in member design, material science and applications on reinforced concrete structures are presented and discussed.

Berichtet wird über die Anwendung der Methode der finiten Elemente bei der Ermittlung des Spannungszustandes infolge einer Hohlraumerstellung (Tunnel) mit Berücksichtigung eines nicht-linearen Materialverhaltens des Gebirges.

Zur zerstörungsfreien bzw. zerstörungsarmen Untersuchung von Betonbrücken sind derzeit eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren verfügbar. Für den verantwortlichen Ingenieur ist es daher sehr schwierig, aus der Vielzahl ein für einen speziellen Zweck geeignetes und wirtschaftliches auszuwählen. Eine Auswertung der verfügbaren Verfahren macht deutlich, daß zur Lösung von Fragestellungen des Massivbrückenbaus die Anwendung der Verfahren Impuls-Echo, Ultraschall, Durchstrahlung, IR-Thermographie sowie Radar erfolgversprechend erscheint. Diese Verfahren werden unter dem Aspekt der Anwendbarkeit im Betonbau beschrieben und bewertet.

Ultrahochleistungsbeton (UHPC) hat dank seiner hohen Festigkeiten und hervorragender Dauerhaftigkeit großes Potenzial für die Instandsetzung und Verstärkung von bestehenden Bauwerken. Die Umsetzung bei diesem Pilotprojekt erfolgt durch den Einsatz einer dünnen UHPC-Schicht, die eine Tragfähigkeitserhöhung bewirken und gleichzeitig die Abdichtung sowie den bituminösen Belag ersetzen soll. Gewöhnliche Schwachstellen wie undichte Stellen oder Spurrillenbildung können so auf ein Minimum reduziert werden. Neben einer Druckfestigkeit von ca. 180 MPa lässt sich mit dem für das Pilotprojekt entwickelten Beton ein Gefälle von bis zu 4.5 % realisieren. Insgesamt wurden bei diesem Pilotprojekt über 40 m3 UHPC in einem gewöhnlichen Transportbetonwerk hergestellt und als Ortbeton auf der Baustelle eingebaut. Mit der Umsetzung dieses Pilotprojekts in Österreich konnte die Praxistauglichkeit der Verstärkungsmethode mit UHPC erprobt werden.

Application of UHPC as road bridge topping within the adaptation of an existing conventional bridge to an integral abutment bridge in Austria
Ultra-high performance concrete (UHPC) has a high potential for the repair and retrofitting of existing reinforced concrete structures. A thin UHPC layer of a few centimeters can replace the waterproofing as well as the asphalt pavement and increase the load-carrying capacity. Due to its excellent durability properties, a longer service life of bridge decks made of UHPC can be expected. This paper presents the application of UHPC in the renovation of an existing reinforced concrete motorway bridge in Austria. The development of a UHPC with a compressive strength of 180 MPa, which enables a superstructure with a cross slope up to 4.5 % was necessary for this pilot project. In total, more than 40 m3 UHPC were produced in a ready-mix concrete plant and cast on site. Within this project a successful transfer of laboratory findings into practical productions under on-site conditions was achieved.

UHFB ist ein zementgebundener ultra-hochleistungsfähiger Faserverbund-Baustoff, der sich durch seine Materialeigenschaften für die Instandsetzung und Verstärkung von Betonbauwerken wie Brücken eignet. Eine auf das Stahlbetonbauteil aufgebrachte UHFB-Schicht erhöht den Tragwiderstand signifikant und übernimmt auch die Abdichtungsfunktion. Während UHFB in der Schweiz, speziell für Brücken, schon regelmäßig angewendet wird, ist die Technologie vielerorts in Europa und weltweit noch relativ unbekannt und wird noch selten eingesetzt. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Das Fehlen von normativen Grundlagen in vielen Ländern ist nur eine der Herausforderungen. Um eine Voraussetzung für eine Verbreitung von UHFB in Deutschland und anderen Ländern zu schaffen, sollte länderübergreifend zusammengearbeitet werden. Die Erfahrung der Schweiz mit mehr als 350 realisierten UHFB-Projekten könnte von anderen Ländern genutzt werden, bspw. um eine europäische Norm zu entwickeln. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über mögliche Anwendungen von UHFB im Brückenbau, stellt den aktuellen Stand der Regelungen zu UHFB in verschiedenen europäischen Ländern vor und analysiert, welche Randbedingungen und Voraussetzungen erforderlich sind, damit sich eine neue Bauweise erfolgreich durchsetzen kann.

UHPFRC in bridge strengthening - examples and challenges
UHPFRC stands for ultra-high-performance fibre-reinforced cementitious composite material, which, because of its material properties, is well suited for the rehabilitation and strengthening of reinforced concrete bridges. A layer of UHPFRC increases the resistance of reinforced concrete elements and functions also as waterproofing layer. While the material is already widely used in Switzerland, especially for bridges, it is relatively unknown in the rest of the world and is hardly applied. There are several reasons, the lack of standards is only one of the challenges to address. To improve the conditions for implementing UHPFRC in Germany and other countries, it is necessary to work together internationally. The experience from Switzerland, with more than 350 realized UHPFRC projects, could be used by other countries to launch a new European standard.

Trapezblechstege im Brückenbau kommen trotz der großen Vorteile, die diese Bauweise bietet, in Deutschland bisher nur an einem Pilotprojekt zur Anwendung. Durch die charakteristischen Eigenschaften des Trapezbleches entstehen konstruktive und wirtschaftliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Brückenbauweisen. Allerdings lassen die aktuell gültigen Regelwerke aufgrund fehlender Kenntnis zum Tragverhalten und mangelnder Erfahrung keine wirtschaftliche Ausbildung zu. Dies zeigt sich am Beispiel des Pilotprojekts. Die Ausbildung der Verbundfuge wurde hier nur sehr unbefriedigend gelöst und verdeutlicht somit die Notwendigkeit einfacher und praktikabler Verbindungsmöglichkeiten.
Am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren der Universität Stuttgart wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Konstruktion und Entwurf ein von der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e. V. (FOSTA) finanziertes Forschungsvorhaben bearbeitet, bei dem unterschiedliche Verbundfugenausbildungen numerisch und experimentell untersucht wurden. Der folgende Beitrag beschränkt sich auf die Verwendung von Betondübeln als Verbundmittel und stellt hierfür ein einfaches Bemessungskonzept für die Verbundsicherung unter Längsschubbeanspruchung im Grenzzustand der Tragfähigkeit vor.

The use of corrugated steel webs in bridge constructions - Load bearing behaviour of concrete dowels in combination with corrugated steel webs under longitudinal shear
Studies of the load bearing behaviour under shear force of integrated connections at composite bridge girders using corrugated steel webs. Up to now there is only one project in Germany, where the application of corrugated steel webs has been practiced in the field of composite bridges. Due to the characteristics of the corrugated steel web this construction method has constructive and economic advantages. However there is a lack of experiences and standards to fully utilize these advantages and to allow an economic application. Especially the first project in Germany expose some critical points. The design of the joint between the concrete slab and the corrugated steel web is actually not satisfactory and shows the need for simpler and more practicable connection methods.
At the Institute for Lightweight Structures and Conceptual Design at Universität Stuttgart and together with the Institute of Structural Design, a research project, financed by Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e. V. (FOSTA) was made. Within this project different types of composite joints were experimentally and numerically analysed. This paper deals only with the investigations of concrete dowels as connectors. On the basis of these studies simple design rules for shear connection in the ultimate limit state were developed.

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Bericht über ein Bewässerungsvorhaben in der arabischen Wüste, bei welchem insgesamt 1520 km Bewässerungskanäle aus Stahlbetonfertigteilen hergestellt wurden. Die Kanäle wurden i.w. als offene Gerinne ausgeführt.

Bei wohnüblichen Geräuschen beschreibt das bewertete Schalldämm-Maß Rw die Schallschutzwirkung von Bauteilen im allgemeinen recht gut. Bei tieffrequenten Geräuschen erweist es sich hingegen häufig als ungeeignet. Das gleiche gilt, wenn die Schalldämmkurve ausgeprägte Einbrüche in einzelnen Frequenzbereichen aufweist. Durch Einführung der Spektrum-Anpassungswerte C und Dtr in DIN EN ISO 717-1 werden diese Probleme vermieden, da unterschiedliche Anregungsspektren verwendet werden und die Bewertung der Schalldämmung mit Hilfe der A-Schallpegeldifferenz RA zwischen Sende- und Empfangsraum erfolgt. Der Beitrag erläutert die akustischen Grundlagen und gibt Hinweise zur praktischen Anwendung der Spektrum-Anpassungswerte für die Luftschalldämmung.