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In bezug auf Baukonstruktionen mit hohen Risikopotentialen wie Hochhäuser, TV-Türme, weitgespannte Brücken, Staumauern, Reaktor-Containments, Lagertanks usw. muß die Frage beantwortet werden, ob deterministische Methoden oder auch semiprobalistische Methoden zur Bestimmung der Beanspruchungen in der Entwurfsphase ausreichen, um verläßliche Informationen über die Sicherheit gegen Versagen oder Zerstörung sowie über die Lebensdauer solcher Konstruktionen zu liefern. Darüber hinaus muß auch geprüft werden, ob und wie Nutzungsänderungen, Materialverhalten über die Zeit, Ermüdung, Umwelteinflüsse usw. die Sicherheit und die Stabilität der Bauwerke beeinflussen. Um mögliche Risiken zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, ist es notwendig, die Konstruktionen entweder permanent oder periodisch in Fällen zu erwartender Veränderungen, z. B. in Belastungsbedingungen, zu überwachen bzw. zu überprüfen. Dies kann nur über Messungen erfolgen, d. h., durch Anwendung zerstörungsfreier Methoden der experimentellen Mechanik. Die Bedeutung der Einführung neuer Entwicklungen in der experimentellen Mechanik zur Überwachung von risiko-sensiven Bauwerken wird herausgestellt.

Um Zeit und Geld zu sparen, wird die Tragfähigkeit von Rammpfählen immer häufiger mittels dynamischer Probebelastungen nachgewiesen. Dabei dienen elektronische Aufzeichnungen des Rammschlags als Einganswerte zur analytischen Berechnung der Grenzlast gemäß der Wellengleichung eines axial belasteten Stabes. Im Aufsatz wird gezeigt, daß es in vielen Fällen möglich ist, auf die elektronischen Messungen zu verzichten und die Tragfähigkeit nur über die Wellengleichung zu bestimmen. Diese Vorgehensweise, die viel genauere Ergebnisse liefert als herkömmliche Rammformeln, wird durch praktische Beispiel erläutert. Die Lösung hängt im wesentlichen nur vom Verhältnis Pfahlgewicht/Bärgewicht und der relativen Bodendämpfung ab; die Aufteilung zwischen Mantelreibung und Spitzenwiderstand spielt dagegen eine untergeordnete Rolle.

Die Carolabrücke über die Elbe in Dresden wurde 1968 bis 1971 als Spannbetonbrücke mit neuartigen Stahlgußgerbergelenken gebaut. Die Gelenkteile sind mit Koppelbolzen unmittelbar an die Stegspannglieder angeschlossen. Die für die Standsicherheit wichtigen Koppelbolzenkräfte wurden bzw. werden während der Herstellung und Nutzung der Brücke gemessen. Dazu sind 121 der 504 Koppelbolzen als Meßkoppelbolzen ausgebildet worden. Über die Meßergebnisse der bisher vergangenen rd. 23 Jahre wird berichtet. 1983 wurde ein Gradientenknick (Durchbiegung des Gelenkes II) festgestellt. Durch verschiedene, unabhängige und umfangreiche Messungen wurde das Kurz- und Langzeitverhalten der Brücke eindeutig ermittelt und Aussagen und Schlußfolgerungen für die Zukunft getroffen. Die bisher eingetretenen Durchbiegungen des Gelenks II von rd. 30 cm sind reine Kriechverformungen ohne Auswirkung auf die Standsicherheit. Der derzeitige Wert stellt 80 % der Durchbiegung am Ende der Nutzungsdauer dar. Zusätzlich treten große tägliche und jahreszeitliche Schwankungen infolge Temperatur zwischen 2 cm Hebung und 8 cm Senkung auf. Die Verkehrslastverformungen sind dagegen gering.

Die Schwingungsanfälligkeit von Brücken wächst mit dem Bau immer schlankerer Überbauten und dem Anwachsen der Verkehrslasten. Werden schwere Fahrzeuge durch äußere Einflüsse bei der Überfahrt von Brücken zum Schwingen angeregt, entsteht eine komplexe Interaktionsbeziehung, die zu hohen Brückenbeanspruchungen führen kann. Der Beitrag beschreibt Versuche zur Bestimmung der Brückenbelastung sowie den Ansatz für ein Rechenmodell.

Für die documenta in Kassel wurde eine hinsichtlich ihrer architektonischen Konzeption ungewöhnliche Ausstellungshalle errichtet, deren einzelne Baukörper sich an der Du-Ry-Straße durch die leicht angewinkelten Außenwände sowie unterschiedlichen Höhen und Dachformen deutlich abzeichnen, während sie auf der gegenüberliegenden Längsseite zur Karlsaue hin hinter einer weitgehend bogenförmig durchlaufenden Fassade zurücktreten. Wegen der wechselhaften Untergrundbeschaffenheit und der trotz großer Spannweiten geforderten Schlankheit der Tragglieder und Kleinheit der Verformungen wurden, nicht zuletzt auch im Hinblick auf eine wirtschaftliche und termingerechte Erstellung des Gebäudes, die Gründungskonstruktion samt Untergeschoß in Stahlbeton und die aufgehende Konstruktion nahezu in Stahl ausgeführt. Es wird über das sehr differenziert gestaltete Hallentragwerk berichtet.

Die sprunghaft gestiegene Verkehrsbelastung und die Notwendigkeit der Neu-Klassifizierung der Brücken entsprechend DIN 1072 brachte für viele dieser zumeist älteren Bauwerke in den neuen Bundesländern eine Reihe von Problemen mit sich. Zum einen erschweren die vorhandenen Schädigungen exakte Rechenannahmen, oftmals fehlen die notwendigen Unterlagen und Zeichnungen, und in einigen Fällen kann der rechnerische Nachweis für die gewünschte Nutzung aufgrund der historischen Konstruktionsweise nicht zuverlässig erbracht werden. In solchen Fällen ist ein experimenteller Tragsicherheitsnachweis angezeigt. Er ist in der Lage, die rechnerisch nicht erfaßbaren Tragreserven zu aktivieren, da er am konkreten Objekt mit allen real auftretenden Gegebenheiten arbeitet. Die Modalitäten einer experimentellen Nachweisführung sind bisher nicht geregelt, im Zuge der EC-Normierung fördert das BMFT ein groß angelegtes Forschungsvorhaben unter dem Kurztitel "EXTRA", an dem die Universitäten und Hochschulen in Leipzig, Dresden und Weimar unter Federführung der Hochschule Bremen arbeiten.

Abschließend zu den Betrachtungen in den Heften 7/1992 und 1/1993 werden die Auswirkungen der Vervollkommnung der theoretischen Grundlagen und der Entwicklung neuer Stahlsorten am Beispiel der seit 1890 gebauten Elbbrücken gezeigt.

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Projektstudie für ein Hochhaus mit 324 m Gesamthöhe, dessen tragende Fassade durch eine Gitterschale aus Stahlbetonfertigteilen gebildet wird.

Beim Herstellen von Stahlbetonwänden auf Fundamenten entstehen aus behinderter Längsdehnung bei der Hydratation des Betons häufig Risse in den Wänden. Es werden die theoretischen Grundlagen und die Erfahrungen mit einer Technologie gezeigt, bei welcher die Fundamente vorgewärmt und die Stahlbetonwände mit einer Rohrinnenkühlung behandelt werden. Dies hat zur Folge, daß Zwangsbeanspruchungen infolge der Temperaturunterschiede zwischen Sohle und Wand erheblich verringert werden.

Es werden die Grundlagen und Unterschiede der Erdbebenbemessung nach DIN 4149 und Eurocode 8 vorgestellt und eine Analyse des Stahlverbrauchs anhand von drei typischen Stahlbetonbauwerken durchgeführt (eingeschossige Halle, Skelettkonstruktion, Scheibenbauwerk). Die Anwendung des Eurocode 8 auf Mauerwerksbauten sollte nach Ansicht der Autoren noch überprüft werden, da erhebliche Differenzen bei der Anwendung beider Normen bestehen.

Die geplante 18 km lange feste Verbindung zwischen Fünen und Seeland besteht aus einem Eisenbahntunnel zwischen Sprogo und Seeland, einer Strassenbrücke zwischen Sprogo und Seeland (östliche Fahrrinne) und einer kombinierten Strassen- und Eisenbahnbrücke über die westliche Fahrrinne zwischen Sprogo und Fünen. Die Bauwerke werden im einzelnen vorgestellt und die zu lösenden technischen Anforderungen in der Übersicht dargestellt.

Ziele, Verfahren und Techniken des Verstärkens von Betonbauteilen werden formuliert und Hinweise für die Anwendung gegeben. Als typische Verfahren gelten die Verstärkung durch Spritzbeton, das Ankleben von Stahllaschen und die Bewehrung in Ritzen und Nuten, die durch Hochdruckwasserstrahl erzeugt wurden.

Industriell vorgefertigte, sternförmige Module bilden aneinandergereiht die Seele zwischen zwei orthogonalen Seilnetzen und geben dem Seelentragwerk seinen Namen. Die Seile sind gegen die Seele vorgespannt und stabilisieren das System. So entsteht ein räumliches Tragwerk, bei dem die orthogonalen Seilnetze (Strukturseile) vorwiegend die Form bestimmen und Einzelseile (Tragseile) durch ihren dem Kraftfluß angepaßten Verlauf die wesentlichen Anteile der Lastabtragung übernehmen. Die Module sind im Prinzip alle gleich und können zu jeder beliebigen, ebenen, einfachen und doppelt gekrümmten Flächen gefügt werden. Das Seelentragwerk eignet sich vorwiegend zur Abtragung leichter Lasten bei großen Spannweiten. Es wurde als Pilotprojekt auf dem IGA-Gelände in Stuttgart bei den Wonbauten "Wohnen 2000" erstellt und zeigt als Ausschnitt eines weitgespannten Glasdaches eine seiner Einsatzmöglichkeiten.

Untersucht wurden das Trag- und Versagensverhalten von Stahlverbundträgern mit großen, verstärkten und unverstärkten Stegausschnitten. Zur Ermittlung der Tragfähigkeit am Stegausschnitt wurde ein auf der Stabwerkstheorie besierendes Rechenmodell entwickelt, dessen Ergebnisse gute Übereinstimmung zwischen den rechnerisch ermittelten Werten und den Versuchsergebnissen zeigen.

Das maximale Biegemoment, das von Rohren und Rohrbögen übertragen werden kann, wird mit einem einheitlichen Verfahren, das auf v. Karman zurückgeht, bestimmt. Die Ovalisierung des geraden Rohres und das unterschiedliche Verhalten eines Bogens bei öffnender und schließender Biegung wird dadurch erklärt, daß die Kräfte geometrisch nichtlinear an dem verformten Rohrquerschnitt wirken. Um das plastische Materialverhalten zu erfassen, wird die Verdrehung schrittweise gesteigert. Der Zuwachs der Formänderungsarbeiten wird minimiert. Berechnungen am Beispiel vergleichbarer Rohre und Bögen werden vorgestellt. Berechnungen und Meßergebnisse von Kollapsmomenten bei geraden Rohren stimmen gut überein.

Biege- und Biegedruckstäbe mit veränderlicher Belastungsrichtung (z. B. Türme unter Windbelastung) können nur dann exakt bemessen werden, wenn deren kleinste Biegebeanspruchbarkeit bekannt ist. Die Herleitung dieser neuen Querschnittswerte führt zu einfachen Gleichungen, die sowohl für die Theorie als auch für die Praxis von Nutzen sein werden.

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