Für quadratische Deckenroste aus zueinander rechtwinkligen Einfeldbalken unterschiedlicher Längen und regelmäßig-vieleckige zyklisch symmetrische Roste aus Einfeldbalken sind einfache Formeln der maßgebenden Schnittkräfte und Durchbiegungen hergeleitet, das Tragverhalten analysiert, die Vor- und Nachteile besprochen und Vergleiche zu anderen geometrisch global ähnlichen Systemen angestellt.

Schraubdübel sind ein relativ neues Befestigungssystem. Sie schneiden beim Setzen ein Gewinde in die Bohrlochwand und leiten Zuglasten über mechanische Verzahnung in den Beton ein. Die Höchstlast ist ca. 20 % niedriger als die Betonausbruchlast von Spreiz- und Hinterschnittdübeln. Bauaufsichtlich zugelassene Schraubdübel sind für Befestigungen in ungerissenem und gerissenem Beton geeignet. Die Einschraubtiefe muß ausreichend groß sein, um eine Beschädigung des in die Bohrlochwand geschnittenen Gewindes bei der Montage zu vermeiden.

Aufgezeigt wird ein Bemessungskonzept zur Dimensionierung von Schubdübeln, das auf experimentell ermittelten Dübelreaktionen basiert. Die Reaktion und das Verhalten der Einbauteile bei unterschiedlicher Dübelsteifigkeit, Dübeleinbindetiefe, unterschiedlichen Ankergrundfestigkeiten und Beanspruchungskombinationen werden vorgestellt und bewertet. Die Beschreibung der Versagensszenarien zeigt die Gutmütigkeit und Leistungsfähigkeit dieser Befestigungssysteme.

Die Tragfähigkeit von Betondruckgliedern, wie Stützen im Hochbau, kann durch eine Umschnürung gesteigert werden. Dies erlaubt reduzierte Querschnittsabmessungen, geringeres Gewicht der Bauteile sowie einen Geschoßflächengewinn bei gleichem Traglastniveau.
Es werden Untersuchungen zum Tragverhalten an unbewehrten, umschnürten Betonzylindern mit Querschnittdimensionen, die an gängige Hochbaustützen heranreichen, vorgestellt. Gewickelte und erstmals geflochtene Rohre aus kohlefaserverstärktem Kunststoff dienen als Umschnürungen. Durch den Einsatz der Hülle als verlorene Schalung kann auch der Bauablauf im Vergleich zu konventionell geschalten Stützen verbessert werden.
Das gewählte Steifigkeitsverhältnis des Kerns zur Hülle führt zu einem mehraxialen Spannungszustand, durch den die Druckfestigkeit von Beton gegenüber der einachsigen Beanspruchbarkeit erheblich gesteigert werden kann. Für die Auslegung werden deshalb aktuelle Bemessungsmodelle für gewickelte Umschnürungen angewendet und ausgewertet.
Anhand von Druckversuchen an je drei gewickelten und geflochtenen, mit CFK umschnürten Betonzylindern sowie an Betonreferenzprüfkörpern werden Last-Verformungskurven in Axial- und Umfangsrichtung ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften der CFK-Umschnürung werden anhand eines Split-Disk-Tests geprüft. Ergebnisse aus analytischen Modellen werden den experimentellen gegenübergestellt und diskutiert.

Structural behaviour of compression members with confinement through braided and wound carbon tubes - Increase of load bearing capacity through activation of a multiaxial stress state in concrete
The strength of concrete compression members such as columns in building construction can be increased through confinement. This allows cross section reductions and lower weight of the construction parts and leads to an increase in usable floor area by equal load-bearing capacity.
Here, investigations are presented concerning the load-bearing behaviour of unreinforced confined concrete cylinders with cross section dimensions of typical columns in building construction. Wound tubes and, for the first time, braided tubes of carbon-fibre-reinforced-plastic serve as confinement. Through the use of the hull as lost formwork, the construction cycle can be improved compared with conventionally formed columns.
The chosen core to hull stiffness ratio leads to a multiaxial stress state that can considerably increase the compressive strength of the concrete compared with the uniaxial load-bearing capacity. For the dimensioning current models of wound confinements are applied and evaluated for the dimensioning.
The load displacement relationships in axial and circumference direction are determined on the basis of compression tests. The samples for these tests consist of reference concrete specimens and three wound and braided CFRP confined concrete cylinders. The mechanical properties of the CFRP confinement are examined with a split disk test. Results from analytic models are compared with the experimental results and are discussed.

Es wird ein Modell des Tragverhaltens von bewehrten und unbewehrten Verbundfugen vorgestellt. Hierbei werden bei Erfassung der gegenseitigen Verschiebungen die Adhäsion(Haftung), die Reibung und die Bewehrung mit deren Bettungs- und Spannfederwirkung berücksichtigt und analytisch formuliert. Damit werden auf Grundlage von EC 2 die aufnehmbaren Schubspannungen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit sowie die erforderliche Bewehrung in den Verbundfugen berechnet.

Neben bekannten Einflüssen auf das Schubtragverhalten von Verbund-Sicherheitsglas (VSG) wie Folientemperatur, Belastungshöhe und -dauer existieren weitere Faktoren aus klimatischer Belastung: z. B. langzeitliche UV-Strahlung, Feuchte und Lufttemperatur. Diese sind besonders bei Außenanwendungen von Bedeutung. Experimentelle Untersuchungen zeigten, dass eine Durchfeuchtung der Polyvinylbutyral-Folie (PVB-Folie) an den Glaskanten einen negativen Einfluss für die Beständigkeit von VSG darstellt. Hierdurch ergibt sich eine Beeinträchtigung der Schubsteifigkeit wie auch des Haftverbundes. Bei großformatigem Architektur-VSG, welches durch Wind, Schnee und Eigengewicht belastet wird, sind keine bedeutsamen Konsequenzen für die Tragsicherheit zu erwarten, wenn sich die Veränderungen auf den Randbereich beschränken. Um optische Beeinträchtigungen bei der Exposition von VSG in extrem feuchter Umgebung (z. B. Regen) zu vermeiden, wird empfohlen, die Kanten sorgfältig und nachhaltig zu versiegeln. Eine Alterung der Folie durch UV-Strahlung und hohe Lufttemperaturen hängt von ihrer Dauer und Intensität ab, führt hingegen zu einer Versteifung (Versprödung) der Materialeigenschaften, nicht aber zu einer Beeinträchtigung der Tragsicherheit.

Kennzeichnend für die Slim-Floor-Bauweise ist die Integration von Deckenträgern in die Decke. Wird eine Verbundtragwirkung zwischen Stahlträger und Betondecke aktiviert, so führt dies zu einem signifikanten Zuwachs an Steifigkeit und Tragfähigkeit des Trägers, wodurch größere Trägerspannweiten ermöglicht werden. Als Verbundmittel bieten sich hierzu sogenannte “CoSFB-Dübel” an. Diese bestehen aus Bewehrungsstäben, die bauseits durch Bohrungen im Trägersteg geführt und auf der Baustelle mit Beton vergossen werden. Der vorliegende Aufsatz präsentiert eine Methode zur Bestimmung der Tragfähigkeit dieser CoSFB-Dübel. Mittels einer detaillierten Auswertung von Push-out-Versuchen und umfangreicher numerischer Simulationen der einzelnen Versuche konnten die zur Beschreibung der Traglast maßgebenden Einflussgrößen bestimmt werden. Basierend auf den so gewonnenen Erkenntnissen wurde eine vereinfachte, analytische Formulierung der Tragfähigkeit der CoSFB-Dübel hergeleitet.

Load-bearing behaviour of CoSFB-Dowels
Slim-floor or shallow floor construction is characterized by the integration of a steel beam into a slab. The activation of a composite action between the steel section and the concrete slab leads to a significant increase of the bending capacity and the stiffness of the beam, allowing for larger beam spans. This paper presents a fundamentally new method for assessing the load-bearing capacity of CoSFB-Dowels, which ensures a composite action of a composite slim-floor beam (CoSFB). Based on detailed analysis of push-out tests, extensive numerical simulations were performed in order to identify the contribution of various parameters on the load-bearing capacity. Finally, an analytical formulation of the load-bearing capacity is presented, which has been derived by applying a simple second order plasticity approach.

In den europäischen Zulassungen liegen keine Angaben darüber vor, ob sich für Befestigungsmittel das Tragverhalten durch Stahlfasern im Beton verändert. Bei ausreichend hohem Stahlfasergehalt und idealer Faserausrichtung könnten die Stahlfasern im Beton das Tragverhalten von Befestigungsmitteln verbessern. Es könnten höhere Bruchlasten und ein duktileres Tragverhalten erzielt werden. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, dass die im Beton enthaltenen Stahlfasern die Montage der Dübel erschweren oder das Tragverhalten aufgrund von ungleichmäßiger Verteilung negativ beeinflussen könnten.
Daher wurde speziell das Tragverhalten von Befestigungsmitteln in Industriefußböden untersucht, welche zu den wichtigsten Anwendungsgebieten des Stahlfaserbetons zählen. Dazu wurden zentrische Zugversuche im ungerissenen Beton mit verschiedenen Dübeln, darunter Metallspreizdübel, Schraubanker und Verbunddübel, in Betonen mit unterschiedlichen Mischungsentwürfen und unterschiedlichen Stahlfasergehalten durchgeführt.

Behaviour of anchor systems in steel fibre reinforced concrete
The behaviour of anchors in steel fibre reinforced concrete is still rather unknown and not regulated in the European Technical Approvals. At an adequate content of steel fibres around the dowels, oriented in an optimal direction, the steel fibres could improve the load bearing capacity as well as the ductility of anchors in concrete. However, there might also be an unfavourable effect on the installation process or even on the load carrying capacity due to disadvantageous fibre orientation.
Especially the behaviour of anchors in industrial floors, one of the major application ranges of steel fibre reinforced concrete, should thus be analysed. Therefore tension tests in non-cracked concrete were carried out using different kinds of anchor systems containing a screw anchor, bonded anchors and a torque controlled expansion anchor and different kinds of concrete. The content of steel fibres in the concrete member was also varied.

Hochfester Beton erlaubt höhere zulässige Lasten von Hinterschnittdübeln. Allerdings wird das Bruchverhalten durch zunehmende Sprödigkeit charakterisiert.

Ultrahochfester Faserfeinkornbeton (UHFFB) eignet sich aufgrund der feinkörnigen Zuschläge und hohen Festigkeiten besonders zur Herstellung dünner Bauteile wie z. B. Schalen. Aufbauend auf eigenen Versuchsergebnissen und theoretischen Ansätzen wird das Tragverhalten von UHFFB unter Zug, Druck und Biegung untersucht. Die Gültigkeit der verwendeten Materialgesetze wird mittels Nachrechnung von Versuchen überprüft, wobei insbesondere der Einfluss der Faserorientierung berücksichtigt wird. Es wird ein Momenten-Normalkraft-Interaktions-Diagramm für UHFFB erstellt. Dann werden Flächentragwerke unter kombinierter Momenten- und Normalkraftbeanspruchung mittels der Methode der Finiten Elemente untersucht. Die ermittelten Rissbilder und Traglasten werden mit Ergebnissen nach der Fließlinientheorie verglichen, und es werden die möglichen Lastumlagerungen diskutiert.
Zur Veranschaulichung der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Langzeitwärmespeicher berechnet und bemessen. Dazu wird das nichtlineare Bemessungsverfahren nach DIN 1045-1 für Traglastuntersuchungen von Stahlbeton auf UHFFB übertragen.

Angesichts der nur wenigen vorliegenden rechnerischen Untersuchungen von Einfeldverbundträgern mit Stegöffnungen werden hier Ergebnisse der nichtlinearen Nachrechnungen von Versuchsträgern mit einer Stegöffnung präsentiert. Hieraus lassen sich einige interessante Erkenntnisse ableiten.

Es werden vier Großversuche an freistehenden Fachwerkmasten aus Winkelprofilen vorgestellt, die im Rahmen des RFCS- (Research Fund for Coal and Steel) Forschungsprojekts ANGELHY durchgeführt wurden. Die Maste werden durch eine horizontale Kraft am Mastkopf belastet. Die Belastung erfolgt entweder parallel zu den Seiten oder über Eck. Je nach Ausbildung und Querschnittsauswahl versagen die Stiele oder die Verbandsdiagonalen. In diesem Beitrag werden zunächst die Versuche vorgestellt. Darauf folgend werden die Versuche mittels numerischer Analysen und Nachweise der Tragelemente nach gültigen Normenbestimmungen nachgerechnet. Es wird gezeigt, dass die Rechenmodelle die Versagensformen richtig erfassen. Allerdings zeigt sich auch, dass die Nachweisregeln des Eurocode 3 konservativ und änderungsbedürftig sind. Es wurde dann ein zweites Berechnungsmodell getestet, bei dem sowohl die numerische Berechnung als auch die Tragfähigkeitsnachweise auf detaillierteren Annahmen beruhen. Die Anwendung dieses Rechenmodells führt zu genaueren Ergebnissen bezogen auf die Laborversuche und zu einer Tragfähigkeitserhöhung von ungefähr 10-30 % im Vergleich zum vereinfachten Eurocode-3-Rechenmodell.

Behaviour of lattice towers with angle profiles
Four experimental large-scale tests on angle section lattice towers are presented that have been carried out in the frame of ANGELHY, an RFCS (Research Fund for Coal and Steel) research project. The towers were subjected to pushover loading, applied in orthogonal or diagonal direction at their top. Failure occurred due to buckling of the braces or the legs, depending on the lay-out. This paper presents first the experimental tests. Then, the experimental tests are recalculated through the currently available design model. It is shown that this design model correctly predicts the failure modes. However, it is also shown that the Eurocode 3 provisions are very conservative and need to be improved. Therefore, a second design model has been applied to recalculate the towers. This alternative design model is more refined concerning the modelling of the tower and concerning the resistance checks. The application of the alternative design model leads to more precise results compared to the laboratory tests and to an increase in the tower resistances that are approximatively 10-30 % higher than those obtained by the current Eurocode 3 model.

Modelle von Fischbauchklappen reagieren in ihrem Tragverhalten empfindlich auf Annahmen über Steifigkeiten und Lagerungsbedingungen. Die Unsicherheit über die Art des tatsächlichen Kräftespiels wird durch das in Wirklichkeit stets vorhandene Lagerspiel vergrößert. Um Hinweise über das tatsächliche Kräftespiel der Fischbauchklappe zu erhalten, wurden neben theoretischen Untersuchungen Messungen an einer Fischbauchklappe des Weserwehres Bremen durchgeführt. Mit Hilfe von Messungen war es möglich, Modelle zu entwickeln, die das Tragverhalten von Fischbauchklappen wiedergeben.

Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich. Zugkräfte werden allein von den in der Betonmatrix eingebetteten Stahlfasern aufgenommen, letztere ermöglichen in einer Dosierung von 100 kg/m3 (1.3 % des Volumens) eine hohe Rotationsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit. In einer ersten Phase kann anhand von Laborversuchen an Deckenausschnitten gezeigt werden, dass bei Flachdecken mit reiner Faserbewehrung und unter rotationssymetrischer Belastung kein Durchstanzen auftritt und sich ein Biegeversagen mit deutlicher Bruchlinienbildung einstellt. Neben den erhaltenen Informationen über Versagensart und -last konnte ebenfalls eine abfallende Faserwirksamkeit mit steigender Plattendicke festgestellt werden. Kombiniert mit den experimentellen Untersuchungen kann anhand nicht-linearer FE-Simulationen der Einfluss von Aussparungen bei lokalem Plattenversagen im Stützenbereich auf die Traglast beschrieben werden. Anhand der Festigkeitsstreuungen und einem semi-probabilistischen Sicherheitskonzept wird ein Sicherheitsfaktor hergeleitet, welcher es ermöglicht, einen Bemessungswert der Querschnittstragfähigkeit zu berechnen. Wegen dem experimentell festgestellten Biegeversagen wird die Bruchlinientheorie als Rechenmodell angewendet.

Bearing Capacity of Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) Flat Slabs in the Negative Bending Moment Area and Design Model for the Complete System
The present paper deals with the bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) flat slabs in the negative bending moment area. Tensile forces are carried only by steel fibers. The latter allow, due to a dosage of 100 kg/m3 (1.3% in volume), a high rotation capacity with simultaneously high bearing capacities. In a first step experimental analysis showed that under symmetrical loading no punching shear failure occurred. A bending behaviour with creation of yield lines was observed for all test specimens. Furthermore, a decreasing fibre orientation with growing plate height could be noticed. The effect of openings in the column area on the bearing capacity loss in a local failure were evaluated with the use of non-linear finite element software. Scatter in bending tensile strengths was used to calculate a safety factor by the means of a semi-probabilistic safety concept. Eventually, slab design is performed by using yield line theory.

Leichte und effizient tragende Biegebauteile aus Stahlbeton können durch einen dreischichtigen Querschnittsaufbau aus Normal- und Porenleichtbeton realisiert werden. Während sich Biegemomente über die äußeren Deckschichten höherer Festigkeit abtragen lassen, werden Querkräfte von einer leichten, gering tragfähigen Kernschicht aufgenommen. Um das Potenzial dieser Bauweise erfassen zu können, wurde das Tragverhalten von 18 geschichteten Deckenelementen mit sechs unterschiedlichen Geometrien untersucht. Dabei sollten sowohl verschiedene Versagensarten identifiziert als auch die Eignung herkömmlich bekannter Berechnungsmodelle beurteilt werden.
Nachfolgend wird gezeigt, dass optimal ausgenutzte Querschnitte bereits durch den Einsatz von Betonen mit Druckfestigkeiten von 5 MN/m2 bis 20 MN/m2 erzielt werden können. Die effizient tragenden Elemente sind dadurch gekennzeichnet, dass auf Bruchlastniveau sowohl der Beton, der Bewehrungsstahl als auch die Verbundfuge sowohl auf Druck als auch Zug sehr hoch beansprucht sind. Bei den untersuchten Prüfkörpern zeigten sich damit sowohl das Biegezug- als auch das Fugenversagen mit einer teilweise sehr hohen Auslastung der Biegedruckzone.

Load bearing behaviour of layered ceiling elements made of regular and porous lightweight concrete
Lightweight and efficiently bearing steel reinforced elements may be achieved through the application of regular and porous concrete in a three-layer cross-section. While exterior layers of higher strength carry bending moments, a lightweight core layer material holds up to shear stresses. In order to quantify the potential of this construction method, the bearing behaviour of 18 layered ceiling elements with six different geometries was investigated. The goals were both to identify different failure modes, as well as evaluate the suitability of commonly used calculation procedures.
The following paper shows that an optimal usage of cross-sections of ceiling elements can already achieved by using concrete with strengths between 5 MN/m2 and 20 MN/m2. The efficiently bearing elements are characterized by the fact, that both the concrete, the reinforcing steel and the layer's interface are highly stressed both under pressure and tension. The tested specimens showed both a tensile bending and interface failure with a partly very high utilization of the flexural compressive zone.

Groutverbindungen stellen ein zentrales Element von Offshore-Monopilegründungen dar. Die sichere Vermeidung von Schäden in der Betriebsphase ist über die Gefahrenabwehr hinaus auch von großem wirtschaftlichem Interesse. In diesem Beitrag wird auf wesentliche Aspekte des Lastabtrags eingegangen, deren numerische Analyse Entscheidungshilfen bei Entwurf und Auslegung entsprechender Konstruktionen liefern kann. Dabei wird auf Erfahrungen aus der Ausführungsplanung mehrerer in der Realisierungsphase befindlicher Projekte zurückgegriffen. Bei Konstruktionsformen ohne Schubrippen erfolgt die Momentenübertragung zwischen Transition Piece und Monopile über eine großräumige Schalentragwirkung, die mit vergleichsweise großen Relativverdrehungen der beteiligten Rohre einhergeht. Dabei treten jedoch kleinräumige Spannungskonzentrationen auf, die sich erst durch eine detaillierte Modellierung genauer erfassen lassen. Die unter gleichzeitiger Vertikal- und Biegebeanspruchung auch im Modell anzutreffenden Setzungen können durch die Ausbildung einer konischen Geometrie begrenzt werden. Bei der Einbeziehung von Schubrippen treten als Folge der Interaktion globaler und lokaler Effekte erhöhte Belastungen an den äußeren Schubrippen auf.

Structural behaviour of grouted connections for monopile foundations of offshore wind turbines.
Grouted connections are a central element of offshore monopile foundations. Reliable avoidance of damages during the operation stage is not only important for the prevention of hazards but also of strong economic interest. This article discusses the primary load bearing mechanisms. The numerical analysis of these mechanisms can provide decision guidance for the design and dimensioning of respective structures. This article draws on the experience with the detailed designs of several projects in the realisation phase. Connections without shear keys apply large-scale shell actions for the transfer of the bending moment between the transition piece and monopile. This goes along with comparatively large relative rotation between the two involved tubes. Only a very detailed model detects distinctive stress concentrations. The settlement observed under coexisting vertical force and bending moment can be limited by a conical geometry of the connection. By introducing shear keys, increased loads are observed for the outward positions due to the interaction of global and local effects.

Es werden Empfehlungen für Labor- und Baugrunduntersuchungen sowie für Planung, Bemessung und konstruktive Gestaltung von Großrohrrammpfählen gegeben. Über theoretische Überlegungen zum Rammvorgang, zum Porenwasserüberdruck und zur Pfropfenbildung werden konstruktive und für die Baupraxis notwendige Hinweise für eine ingenieurmässige Bauausführung dieser bisher nicht genormten Gründungsart gegeben.

Aufwindkraftwerke sind solarthermische Kraftwerke zur Gewinnung erneuerbarer Energie aus der direkten und indirekten Sonneneinstrahlung. Für diese Kraftwerke sind Türme mit Höhen bis zu 1000 m und mehr erforderlich, die als freistehende Stahlbetonröhren geplant sind. Diese Stahlbetonröhren werden mit mehreren Aussteifungen wie z. B. Speichenrädern, die über die Höhe verteilt angeordnet sind, ausgesteift, um die Membranschnittgrößen aus Wind möglichst gering zu halten. Das Tragverhalten dieser mehrfach ausgesteiften Türme besteht aus einem stabartigen über die gesamte Turmröhre und einem schalenartigen Tragverhalten in den Segmenten zwischen den Aussteifungen. Die Traglasten verschiedener 1000 m hoher Türme wurden mit geometrisch und physikalisch nichtlinearen FEM-Berechnungen ermittelt. Dabei zeigt sich, dass die Rissbildung das Tragverhalten maßgeblich beeinflusst. In Verbindung mit dem Flankensog führt diese zu einer typischen sichelförmigen Ovalisierung der Segmente zwischen den Aussteifungen, die auf das schalenartige Tragverhalten zurückzuführen ist. Es zeigte sich, dass das schalenartige Tragverhalten im Bereich der sichelförmigen Ovalisierung infolge Biegung mit Längsdruck maßgebend ist. Vergleichsrechnungen am obersten Turmsegment zeigen wiederum dieses typische Tragverhalten.

Load bearing of high rise tubes for solar updraft towers
Solar updraft power plants are solar thermal power plants for producing renewable electric energy from direct and indirect solar radiation. These power plants demand for high rise tower tubes with heights up to 1000 m and more, which are planned as cantilevering tubes out of structural concrete. These tower tubes are provided with several stiffeners such as spoke wheels distributed over the height to keep the membrane forces due to wind at a minimum. The load bearing of these multi-stiffened towers consists of a cantilever-like and a shell-like in the segments between two stiffeners. The ultimate loads of several 1000 m high tower tubes were investigated by geometrical and physical non-linear FEM calculations. Cracking of the concrete has a reasonable impact on the ultimate limit state and results together with the flank suction in a typical sickle-like ovalling between the luv and the flank suction. The ultimate limit state of these towers is governed by the shell-like behavior in the sickle-like deformation with bending and longitudinal force. Additional non-linear FEM calculations of the topmost segment of the tower show the same deformation and failure mechanism.

Das Verformungsverhalten von Holz-Verbundträgern kann im linear-elastischen Bereich durch die Lösung der Differentialgleichung oder mittels Näherungsverfahren (Differenzenmethode, Gamma-Verfahren) berechnet werden. Das ? -Verfahren eignet sich vorwiegend für Belastungen mit parabel- oder sinusförmigem Momentenbild. Es werden FE-Modelle erstellt und die Lösungen der analytischen Verfahren mit den Ergebnissen des linearen FE-Modells verglichen. Im zweiten Schritt wird das FE-Modell durch aus Versuchen bzw. FE-Analysen bekannte nichtlineare Dübelkennlinien und durch geeignete Materialmodelle erweitert, um Aussagen zum nichtlinearen Last-Verformungsverhalten und zur Traglast der Verbundkonstruktion machen zu können. Zur Verifizierung werden die Ergebnisse vorab getätigter Versuche im FE-Modell abgebildet und die Lösung mit den Versuchsergebnissen verglichen.

Zur Verbesserung des horizontalen Last-Verformungsverhaltens von Pfählen ist der Einsatz von Flügeln zur Aufweitung des Pfahlschafts im Pfahlkopfbereich eine sinnvolle Maßnahme. Der Bettungswiderstand wird im aufgeweiteten Bereich erhöht und die Verformung reduziert. In diesem Beitrag werden numerische Untersuchungen zur Verbesserung der Tragwirkung vorgestellt und ein Berechnungskonzept abgeleitet. Des Weiteren werden Feldversuche in Sand und Klei beschrieben, bei denen die Tragwirkung des Flügelpfahls messtechnisch dokumentiert wird. Es werden zudem Bemessungsdiagramme für Flügelpfähle in Sand vorgelegt.

On the response of laterally loaded piles with wings.
The use of wings attached to the pile shaft near ground surface is a simple but effective way to improve the lateral pile response. The mobilised soil resistance in this section is significantly higher and the lateral deformation decreases. This paper presents numerical analysis of winged piles and a design method is outlined. Small-scale field trials in sand and organic clay clearly point out the benefit of winged piles and proved the validity of the design method. Furthermore, design charts for a pre-design of winged piles in sand are included.

Neueste Untersuchungen zeigen, daß Kehlnahtverbindungen von thermomechanisch gewalzten Feinkornbaustählen S 460 deutlich größere Tragfähigkeiten aufweisen, als in den aktuellen Bemessungsre-geln angesetzt werden dürfen. In diesem Aufsatz wird gezeigt, wie das Tragverhalten von Kehlnähten rechnerisch abgebildet werden kann. Auf Grundlage der Berechnungsergebnisse und von den Versuchsergebnissen wird abgeschätzt, wie die Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen von Parametern wie der Art des Grundwerkstoffes, dem Schweißzusatzwerkstoff und den Schweißparametern abhängt.

Kunststoffdübel bestehen aus einer Dübelhülse aus Kunststoff und einem Spreizelement aus Stahl. Das Spreizelement wird drehend oder schlagend in die Kunststoffhülse eingetrieben. Dabei wird dem Kunststoff eine radiale Dehnung aufgeprägt.
Das viskoelastische Verformungsverhalten des Kunststoffes beeinflußt stark das Tragverhalten von Kunststoffdübeln in ungerissenem und gerissenem Beton. In ungerissenem Beton nimmt die Spreizkraft mit zunehmender Zeit infolge Relaxation des Kunststoffes ab. Ein Riß, der durch die Achse des Bohrlochs eines Kunststoffdübels läuft, reduziert die Spreizkraft des Dübels weiter. Bei konstanter Rißbreite nimmt die Spreizkraft des Dübels mit zunehmender Zeit nach der Rißöffnung jedoch wieder zu. Der Reibkoeffizient zwischen Dübelhülse und Beton steigt im ungerissenen und gerissenen Beton mit der Zeit an. Dadurch wachsen auch die Herausziehlasten im gerissenen und ungerissenen Beton mit der Zeit an.

Es wird anhand der Abnahmeprotokolle von 117 Ankern gezeigt, daß im Bereich der freien Ankerlänge mit beträchtlichen Reibungsverlusten gerechnet werden muss. Die Auswirkungen der Reibungsverluste auf die Tragfähigkeit der Anker und auf die Standsicherheit im Bereich der tiefen Gleitfuge werden untersucht und Vorschläge für die Berechnung, Bemessung und Überprüfung der Anker beim Vorhandensein von Reibungsverlusten unterbreitet. Außerdem wurde das Kriechverhalten einzelner Anker untersucht.

Dieser Artikel enthält eine Zusammenfassung von Ergebnissen des Forschungsverbundvorhabens “OGOWIN: Optimierung aufgelöster Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen hinsichtlich Materialeinsatz, Montageablauf und neuer Fertigungsverfahren”. Die Ergebnisse umfassen (1) eine Untersuchung des dynamischen Verhaltens der verschiedenen Gründungsvarianten Monopile, Tripod und Jacket, (2) die Ermittlung einer Wöhlerlinie für den Grundwerkstoff eines Stahlgussknotens, (3) die Ermittlung der Traglast eines Stahlgussknotens in einem 1:1-Versuch sowie (4) Berechnungen zur Form- und Materialoptimierung. Zur Überwachung der Gebrauchstauglichkeit während des Betriebes wurden relevante Parameter hinsichtlich ihres Einflusses auf die ersten Eigenfrequenzen der o. g. Gründungskonstruktionen rechnerisch untersucht. Untersuchungen der Ermüdungsfestigkeit und die erstmalige experimentelle Ermittlung der Traglast eines Gussknotens tragen zu einem optimierten Entwurf durch genaue Kenntnis des Materialverhaltens und der höchstbeanspruchten Bereiche bei. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine geometrische Optimierung des Stahlgussknotens unter konstruktiven Randbedingungen zu einer Verringerung des Materialaufwandes bzw. zu einer Erhöhung der Traglast führen kann.

Structural behaviour of offshore support structures - Computational and experimental analysis
This paper contains a summary of the joint research project “OGOWIN: Optimisation of support structures for offshore wind turbines regarding the material consumption, the construction and production sequence as well as new production methodologies”. The results comprise (1) a modal analyses of various types of offshore wind turbine support structures, (2) the fatigue strength testing of the cast steel material, (3) a large scale ultimate capacity test of a cast steel tube connection and (4) an optimisation of the tube connection aiming at material and stress reduction. The sensitivity of the relevant parameters on the first natural frequencies was quantified and the most influencing parameters were identified. The analyses of the fatigue strength and of the ultimate capacity of the cast steel tube connection support an optimised design by precise knowledge of the failure mechanisms and material behaviour. Moreover, it is shown that optimising the cast steel node can reduce the material use and stress concentration.

Palettenregalsysteme weisen unterschiedliche Merkmale bezüglich der verwendeten Profile und ihrer Verbindungen auf, wodurch sie sich von üblichen Stahlbauten unterscheiden. Sie gehören nicht zu Gebäuden, so dass ihr Erdbebennachweis nicht nach den Bestimmungen für Hochbauten ausgeführt werden kann. In diesem Beitrag wird durch Anwendung nichtlinearer statischer Berechnungsverfahren das Verhalten solcher Systeme unter Erdbebenbeanspruchung untersucht. Dabei wird das nichtlineare Tragverhalten systemspezifischer Tragwerkskomponenten mit experimentellen und rechnerischen Untersuchungen bestimmt. So lassen sich Verhaltensfaktoren (q-Faktoren) individuell für jedes Palettenregalsystem bestimmen. Ferner lässt sich ermitteln, wie ein System auf das Bemessungserdbeben reagiert bzw. inwieweit die angenommenen inelastischen Reserven ausgenutzt wurden, wie in neun Anwendungsbeispielen gezeigt wird.

Seismic performance of steel pallet racking systems.
Pallet racking systems have peculiar characteristics in respect to the member’s profiles and their joints and differ from the usual steel structures. They are not buildings so that their seismic design cannot be performed according to the relevant rules for buildings. This paper presents the seismic performance of pallet racks by means of non-linear static (pushover) analyses. The non-linear behavior of system specific components is determined by means of experimental and numerical investigations. This allows the determination of behavior factors (q-factors) for each individual system separately. In addition the performance of a specific system to the design earthquake may be determined as wellas how far the inelastic reserves have been exploited. The application of the method is shown by nine case studies.