No Abstract.

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Die energetische Bewertung zusätzlicher Wärmebrückenverluste der Gebäudehülle ist Gegenstand der Energieeinsparverordnung (EnEV) seit dem Jahr 2001. Die Berücksichtigung erfolgt durch pauschale Zuschläge auf den Transmissionswärmeverlust der wärmeübertragenden Außenbauteile oder alternativ durch die Berechnung der individuellen Wärmedurchgangskoeffizienten der wesentlichen Wärmebrückenanschlüsse. Dazu ist DIN 4108 Beiblatt 2 heranzuziehen, in dem seit 1998 entsprechende Planungsbeispiele dargestellt sind. Es muss die Frage geklärt werden, inwieweit dieses Regelwerk in seiner jetzigen Form, der Ausgabe 2006, den allgemein anerkannten Regeln der Technik entspricht und für die Planung und Nachweisführung hocheffizienter Gebäude angewendet werden kann. Neben dem Beiblatt 2 wurden in der Zwischenzeit hochwertige Wärmebrückenkataloge entwickelt, die dessen Inhalte quantitativ und qualitativ übertreffen. Es müssen daher Vorschläge gemacht werden, wie Wärmebrückendetails nach den Erfordernissen des effizienten Bauens auch in Zukunft sachgerecht bewertet werden können.

Estimation of thermal bridges concerning the prospective Energy Saving Order and concerning the common accepted technical rules.
The estimation of additional energy consumption of thermal bridges in building skins is part of the Energy Saving Order (EnEV) since 2001. The consideration occurs with an overall supplement to the heat transmission losses of the entire heat transfer covering surface or alternative with calculation of individual heat transmission coefficients of the essential thermal bridges. For this calculation the DIN 4108 Supplementary Sheet 2, which illustrates planning examples since the year 1998, will be used. The question is, to what extend these latest regulations, released in 2006, are in accordance with the common accepted technical rules and can be used for planning and confirmation of highly efficient buildings. Meanwhile catalogues of thermal bridges that exceed the substance of the Supplementary Sheet 2 in quantity and quality have developed additionally. Suggestions how to evaluate examples of thermal bridges according energy efficient buildings in the future therefore become necessary.

Im maschinellen Tunnelbau mit Schildvortrieben mit Erddruck- oder Flüssigkeitsstützung stellen die Verklebungen von Schneidrad und Abbaukammer sowie der Verschleiß der Schneidwerkzeuge nach wie vor ein Problem dar. Infolge Verklebungen kommt es trotz verschiedener Prognoseverfahren anhand der Plastizitäts- und Konsistenzzahl für weiche Böden noch immer zu erheblichen Behinderungen des Bauablaufs, weil Stillstände zur Reinigung von Schneidrad und Abbaukammer erforderlich werden. Neben der Verklebungsproblematik stellt auch die Abrasivität des Baugrunds häufig ein Problem dar, da bei stark abrasivem Gebirge häufige Werkzeugwechsel erforderlich sind. Eine korrekte Bewertung des Verklebungspotenzials wie auch der Abrasivität, insbesondere im Lockergestein und in Mischböden, stellt nach wie vor für Auftraggeber bei der Erstellung einer möglichst umfassenden Ausschreibung sowie auch für Auftragnehmer, die die Verklebungsneigung und Abrasivität möglichst zutreffend einkalkulieren müssen, eine schwierige Aufgabe dar. In diesem Beitrag wird ein neuartiger Modellschneidradversuchsstand vorgestellt, der im Gegensatz zu bestehenden Methoden die Interaktion der Faktoren Mensch, Maschine und Baugrund bei der Prognose von Verklebungs- und Verschleißproblemen für den mechanisierten Tunnelbau berücksichtigen soll.

Evaluation of clogging and wear of tools in loose rock based on model tests.
The occurrence of clogging of the cutting wheel and in the mixing chamber as well as the wear of cutting tools still represent a problem in mechanized tunneling with earth pressure balanced shield drives (EPB) and hydroshield drives. Despite different procedures for prognosis based on the plasticity and consistency indices, still massive delays of tunnel excavation occur due to clogging because interruptions are needed for cleaning of the cutting wheel and the mixing chamber. Besides the clogging problems, also abrasiveness of the subsoil frequently represents a problem, because strongly abrasive soil leads to the frequent need for changing the cutting tools. A correct assessment of clogging potential as well as of abrasiveness, especially in loose rock and mixed soils still represents a difficult task for the employer and his ideally all-embracing request for bids as well as for the contractor who has to consider the clogging potential and abrasiveness as exactly as possible in his offer. In this contribution, a new cutting wheel model test is presented, which is, in contrast to existing methods, supposed to consider the interaction of human influence, machine and subsoil in a harmonic way for the prognosis of clogging problems and problems of cutting tool wear in mechanized tunneling.

Belastungsversuche an Bauwerken zur Bestimmung ihrer Resttragfähigkeit sind etabliert und werden schon seit längerer Zeit erfolgreich eingesetzt. Zerstörungsfreie Prüfverfahren bieten die Möglichkeit, den Bauwerkszustand zu beschreiben und mit diesen Erkenntnissen den Tragfähigkeitsnachweis zu führen sowie Resttragfähigkeiten zu bestimmen. Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, das diesbezügliche Potenzial der zerstörungsfreien Bauteilprüfung zu ermitteln.

Contribution of non-destructive techniques to the evaluation of steel.
For some time already established load tests are applied to analyze the remaining load bearing capacity of existing buildings. Nondestructive techniques offer the possibility to describe the stress of the structure. By using this information the remaining capacity can be checked. The objective of the R&D project presented here is to identify the potential of the nondestructive material characterization for that purpose.

Vorliegende Setzungsmessungen an 10 Gebäuden mit Flachgründungen auf See- und Beckenton im süddeutschen Raum stellen die Grundlage einer statistischen Auswertung der Konsolidations- und Kriechsetzung dar. Die Setzungsmessungen zeigen, daß die anhand der Standard-Kompressionsversuche prognostizierten Setzungen i. d. R. erheblich größer sind als die tatsächlich eingetretenen Setzungen. In dem Beitrag wurde auf der Grundlage der Meßergebnisse ein Korrekturbeiwert zur Setzungsberechnung in weichen Böden abgeleitet. Dabei konnte auch das Zeit-Setzungsverhalten über rückgerechnete Konsolidation- und Kriechbeiwerte ermittelt werden.

Die gängige Methode zur Beurteilung der Grundbruchsicherheit von Fundamenten bei seismischer Beanspruchung basiert auf dem Ansatz von pseudo-statischen Beschleunigungskräften, welche die Trägheitskräfte aus dem Überbau und im Boden repräsentieren. Die einzelnen Komponenten der klassischen dreigliedrigen Grundbruchgleichung in der DIN 4017 werden hierfür mit geeigneten Abminderungsfaktoren versehen. Ergebnisse hierzu aus neueren numerischen Studien werden zusammengestellt. Eine Alternative stellen kuppelförmige 3-D-Grenzfächen der Tragfähigkeit als Kombinationen von Vertikallast, Horizontallast und Biegemoment dar, die zum Versagen führen. Auch die DIN-Gleichung kann in eine solche Grenzfläche umgewandelt werden. 3-D-Grenzflächen werden für den Fall eines rein kohäsiven und eines kohäsionslosen Bodens verglichen und bewertet. Ein weitverbreitetes FEM-Programm mit einer Grenzbedingung nach MOHR-COULOMB wird eingesetzt, um den Einfluss der Lastneigung und -exzentrizität sowie der Trägheitskräfte im Boden für typische Konfigurationen numerisch zu erfassen. Die Eignung der FEM als robuste Berechnungsmethode wird bestätigt, wobei alle Modellierungsdetails adäquat berücksichtigt werden müssen. Auf den Einfluss des Dilatanzwinkels wird gesondert eingegangen. Es wird gezeigt, dass die erweiterte Grundbruchgleichung für die praktische Anwendung sehr gut geeignet ist und zudem den Vorteil eines stetigen Übergangs vom statischen zum seismischen Lastfall bietet.

Assessment of pseudo-static methods for the bearing capacity of footings under seismic loading
The common method for assessing the bearing capacity of foundations under seismic loading is based on the assumption of pseudo-static acceleration forces which represent the inertial forces from the superstructure and those in the ground. The components of the classic tripartite bearing capacity equation in DIN 4017 are provided with suitable reduction factors for this purpose. Results from recent numerical studies are compiled. An alternative representation is a dome-shaped 3-D bearing strength surface in terms of combinations of vertical load, horizontal load, and bending moment that lead to failure. The equation in the DIN can also be converted into such a surface. 3-D surfaces are compared and evaluated for the case of a purely cohesive and a cohesionless soil. A widely used FEM code with a Mohr-Coulomb constitutive model is then applied to numerically capture for typical configurations the effects of load inclination and eccentricity as well as of the inertial forces in the soil. The suitability of the FEM as a robust calculation means is confirmed, provided that all modelling details are adequately considered. The influence of the dilation angle is discussed separately. It is shown that the extended bearing capacity equation is particularly suitable for the application in design, and also offers the advantage of a steady transition from the static to the seismic loading case.

Technische Entwicklungen im Gebäudebereich werden in jüngerer Vergangenheit maßgeblich durch höhere Komfortansprüche und Anforderungen an die Energieeffizienz bestimmt. Im Rahmen des vorgestellten Forschungsvorhabens wurde für Dunstabzugssysteme der energetische Einfluss in Wohngebäuden, die Wirksamkeit der Systeme in Bezug auf die Reduzierung von Küchendünsten sowie die Wechselwirkung mit dem Gebäude und anderen technischen Systemen untersucht.
Eine gute Erfassung der Küchendünste ist mitentscheidend für eine wirksame Reduzierung der Raumluftbelastung. Es konnte ein neues Verfahren zur qualitativen Bewertung der Wrasenerfassung erprobt werden. Die Ergebnisse deuten auf erhebliche Unterschiede zwischen den untersuchten Dunstabzugssystemen hin. Ferner zeigten Labormessungen, dass Umluft-Dunstabzugssysteme mit Geruchsfilter deutlich bzgl. Geruchsreduzierung differieren.
Abluft-Dunstabzugssysteme erzeugen einen Unterdruck in der Wohneinheit. Aufgrund der hohen Luftdichtheit von energieeffizienten Gebäuden können sich im Abluftbetrieb sicherheitsrelevante Unterdrücke in Wohnungen einstellen. Abhängig vom zulässigen Unterdruck werden geeignete Lösungen vorgestellt. Ferner verursachen Abluft-Dunstabzugssysteme zusätzliche Wärmeverluste, die bisher z. B. in Energiebilanzverfahren nicht berücksichtigt werden. Modellrechnungen zeigen, dass der zusätzliche Wärmeverlust bei energieeffizienten Gebäuden eine relevante Größenordnung erreichen kann.

Assessment of air-extraction and kitchen hoods with recirculating air operation in energy efficient buildings
Recently, technical advancements in the building sector have strongly focused on matters of comfort and energy efficiency. Within the scope of the research project, the study analysed the energetic influence of kitchen hoods on residential buildings, the effectiveness of these systems to reduce cooking fumes and their interactions with other technical systems and the building itself.
In order to effectively reduce air pollution, it is vital to capture cooking fumes efficiently. During this study, it was possible to try out a new method for the qualitative assessment of the fume capture process. The results show considerably differences between the examined air-extraction systems. Further laboratory measurements made clear that hoods with recirculating air operation and activated carbon filter differed vastly in their effectiveness of reducing odours.
Exhaust systems cause negative pressure in a housing unit. Because highly energy-efficient buildings are largely airtight, this underpressure can reach levels that threaten a building's secureness. Depending on the permitted levels, the study introduces different solutions. Moreover, exhaust systems cause further thermal losses that have not been included in the energy balance of a building. Model calculations show that these extra thermal losses can indeed make a sizeable impact.

Die natürlichen Windbelastungen dominieren in der Regel die sicherheitstechnische Auslegung von Gebäudehüllen. Mit Blick auf das statische Tragverhalten liegen für einfache Baukörper Lastmodelle vor, die anerkannt und bewährt sind. Es gibt jedoch Situationen, bei denen es sinnvoll erscheint, bei der Lastmodellierung auch komplexere Effekte miteinzubeziehen, die in der Regel vernachlässigt werden. Im vorliegenden Beitrag soll darauf exemplarisch näher eingegangen werden und dabei aufgezeigt werden, inwiefern sich der erhöhte Modellierungsaufwand lohnt.

Appraisement of complex wind load effects on the building envelope.
The natural wind loading normally dominates the design of building silhouettes in its ultimate limit state. With respect to the static load bearing capacity, simplified load models are available which are accepted and approved. However, for certain situations a more thorough analysis, taking into account more complex loading effects, is meaningful. In the present contribution, it is shown exemplary to which extent the increased modelling effort is worthwhile.

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Bei Betriebsprüfungen des Finanzamts bei einer GmbH suchen die Finanzbeamten regelmäßig gezielt nach Ausgaben der GmbH, die eigentlich der Gesellschafter der GmbH hätten tragen müssen. Werden sie fündig, liegt eine verdeckte Gewinnausschüttung vor (vGA). Doch das Finanzministerium Schleswig-Holstein hat zu den Kosten für die Bewertung von Gesellschaftsanteilen eine interessante Info veröffentlicht.

Zur möglichen Bewertung von bestehenden Brücken hinsichtlich Schiffsanprall wurde eine Methode entwickelt, die Schiffsstoßlast für bestehende Brücken als restnutzungsdauerabhängige Einwirkung zu berechnen. Diese Methode, als restnutzungsdauerorientiertes Konzept bezeichnet, steht in Übereinstimmung mit DIN EN 1990, die ein zuverlässigkeitsbasiertes Bemessungskonzept beinhaltet. Das Konzept berücksichtigt die aktuellen Prinzipien der Instandhaltung und erlaubt die sichere und wirtschaftliche Bewertung bestehender Brücken hinsichtlich Schiffsstoß über die verbleibende Restnutzungsdauer. Grundlage der Stoßlastbestimmung ist die Verknüpfung eines Last- mit einem Kollisionsmodell, wie für die Bestimmung von Schiffsstoßlasten für neue Brücken. Die Berechnung der restnutzungsdauerabhängigen dynamischen Stoßlasten übernimmt dabei die Gesamtzuverlässigkeit, wie für die Nutzungsdauer neuer Brücken, jedoch übertragen auf die Restnutzungsdauer, weil ein Versagen in der Standzeit der Brücke nicht aufgetreten war. Mit diesen Stoßlasten, die mit zunehmender Standzeit der Brücke methodengemäß geringer ausfallen, lassen sich unwirtschaftliche nachträgliche Verstärkungen verhindern. Das Konzept wurde als BAW-Merkblatt “Nachweis bestehender Brücken auf Schiffsanprall (MNaBS)” veröffentlicht.

Evaluation of existing bridges concerning ship impact
Existing bridges have sometimes to be evaluated considering ship impact. Using present codes for accidental actions would often lead to rehabilitation measures or to new structures which might not be efficient regarding the rareness of serious ship collision events to bridges. Therefore a method has been developed to determine ship collision forces as time-dependent action for the remaining lifetime of an existing bridge. This method, called remaining life expectancy concept, is based on the design concept of DIN EN 1990 which is a reliability-based design procedure. It considers the principles of the common maintenance strategies and allows the safe and economic verification of existing bridges considering their experienced lifetime. The contribution explains the probabilistic methodology of modern ship impact determination by combining a load model with a collision model as it is used for the design of new bridges. The adaption to remaining lifetime adapted dynamic impact forces is shown. The method has been published in 2010 as a guideline by Bundesanstalt für Wasserbau.

Durch die Einbeziehung von gemessenen Daten bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken können Unsicherheiten bei der Beurteilung des Tragverhaltens reduziert werden, ohne das normative Zuverlässigkeitsniveau einzuschränken. Informationen sind die wesentliche Grundlage für die Analyse der Zuverlässigkeit von Tragwerken. Umso wichtiger ist die Kenntnis über die Präzision und die Richtigkeit der verwendeten Informationen. Aus messtechnischer Sicht kann ein Messwert, dem keine Messunsicherheit beigeordnet wurde, als wertlos erachtet werden. Liegt ein vollständig dokumentiertes Messergebnis vor, so ist die Qualität der gemessenen Information bekannt und deren Vergleichbarkeit gewährleistet. In diesem Beitrag wird am Beispiel einer Spannbetonbrücke und zweier Grenzzustände gezeigt, wie Messergebnisse aus der zerstörungsfreien Prüfung in probabilistische Nachweise von Bestandsbauwerken einfließen können und welche Auswirkungen die Implementierung von gemessenen Daten bei der Bewertung von Bestandsbauwerken haben kann.

Reassessment of existing structures based on measured data - Part 2: Structural reliability analyses using NDT results
Every decision about the reliability of a structure is associated with uncertainties. The reassessment of existing structures remains a major challenge. The decisive difference compared to the design of new structures is the possibility and necessity to collect individual information about the actual condition and properties of the structure. Such knowledge should be appreciated in the reassessment in order to reduce uncertainties and increase the validity of the results. Reliability analyses using measured data require the comparability of measurement results and the evaluation of the quality of the measured information. Both requirements can be met by adequate measurement uncertainty considerations. Besides, the destructive interventions necessary for the measurements should be kept to a minimum. This paper shows how non-destructively gathered measurement results can be incorporated into probabilistic reassessments and which effects the implementation of measured data can have when evaluating existing structures, using a prestressed concrete bridge as a case-study.

Gegenüber dem Neubauentwurf können bei der Bewertung von bestehender Bausubstanz Sicherheitsreserven genutzt werden, da Unsicherheiten, die beim Bau auftreten können, besser bekannt oder nicht mehr vorhanden sind. Können solche Unsicherheiten genauer bewertet werden, z. B. durch die Feststellung der genauen Lage der Spannglieder bei einer Spannbetonbrücke, so können Sicherheitsbeiwerte reduziert werden, ohne dass es dabei zu Auswirkungen auf das normativ festgelegte Zuverlässigkeitsniveau kommt. Mittlerweile sind Prüfmethoden an Bauwerken wirtschaftlich einsetzbar und auch so leistungsfähig, dass die für die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit wesentlichen Parameter identifiziert werden können. Ein wesentlicher Punkt ist hierbei die Integration derartiger Messergebnisse in Rechenmodelle, die für die Nachrechnung des Bauwerks verwendet werden. Dies können sowohl semiprobabilistische Rechenmodelle als auch vollprobabilistische Modelle sein. Bei semiprobabilistischen Methoden können aus den Messergebnissen Teilsicherheitsbeiwerte berechnet und abgeleitet werden, die dann in den bekannten Nachweisformaten gemäß den Eurocodes und der Nachrechnungsrichtlinie berücksichtigt werden. Bei vollprobabilistischen Nachweisen können die Messdaten in Form von Verteilungsdichtefunktionen mit gemessenen Variationskoeffizienten direkt in das Rechenmodell eingehen. In einer dreiteiligen Aufsatzreihe werden die Messverfahren und die Nutzung der Ergebnisse bei der Nachrechnung vorgestellt. Der vorliegende Teil 1 zeigt die Möglichkeiten des Einsatzes von zerstörungsfreien Prüfverfahren und bewertet deren Leistungsfähigkeit. Messen heißt wissen. Dieses Wissen spiegelt die Realität wider und soll den Tragwerksplaner bei der Entscheidungsfindung über die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bestandsbauwerken unterstützen.

Reassessment of existing structures based on measured data - Part 1: Concept, measurements and metrological capability
Compared to the new building design, safety reserves can be used in the evaluation of existing building fabric, since uncertainties that may arise during construction are already known or already exist. If such uncertainties can be evaluated more precisely, e.g. by determining the exact position of the tendons in a prestressed concrete bridge, safety factors can be reduced without affecting the normatively defined reliability level. In the meantime, the application of NDT test methods on structures have become economically viable and so efficient that the essential parameters for load-bearing capacity and serviceability can be identified. An essential point here is the integration of such measurement results into calculation models which are used for the recalculation of the structure. These can be semi probabilistic calculation models as well as full-probabilistic models. With semi probabilistic methods, partial safety factors can be calculated and derived from the measurement results, which are then taken into account in the known verification formats according to the Eurocodes and the recalculation guideline. With fully probabilistic verifications, the measurement data can be directly incorporated into the calculation model in the form of distribution density functions with measured variation coefficients. In a three-part series of essays, the measurement methods and the use of the results in the recalculation are presented. The present part 1 shows the possibilities of the use of non-destructive testing methods and evaluates their performance. Measuring means knowing. This knowledge reflects reality and is intended to support the structural engineer in making decisions about the safety and reliability of existing structures.

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Der Beitrag behandelt die Erweiterung des Energieausweises durch eine ökonomische und ökologische Bewertung. Das prototypische Excel-Tool wird “EnergieausweisPlus“ genannt. Anhand eines Beispiels an einem Referenzgebäude wird gezeigt, welche unterschiedlichen Auswirkungen die untersuchten Fassadenaufbauten im Lebenszyklus haben. Es werden die Ergebnisse von sechs verschiedenen Fassadentypen diskutiert. Damit wird auch aufgezeigt, dass bereits in einer sehr frühen Planungsphase Aspekte der Energieeffizienz ebenso wie ökologische und ökonomische Aspekte berücksichtigt werden können.

Evalution of various façade constructions with regard to environmental impact and life cycle assessment LCA and office building case study.
The paper discusses the extension of the energy performance certificate through an economic and ecological assessment. The prototypical Excel-Tool is called “Energy Performance Certificate Plus”. Based on an example of a reference building the different effects in the life cycle of each studied façade construction is shown. The results of the six different façade types are discussed. In an early phase of planning a building it is possible to estimate aspects of energy as well as ecological and economical influences.

In Deutschland hat das Thema Nachhaltigkeit seit längerem auch in das Bauwesen Einzug gehalten. Damit einhergehend zeichnet sich in der Baubranche seit kurzem ein wachsender Bedarf nach einer Zertifizierung von “nachhaltigen” Gebäuden ab. Diesem Bedarf kommt das nationale System zur Beschreibung, Bewertung und Zertifizierung des Beitrags von Einzelbauwerken zu einer nachhaltigen Entwicklung entgegen, das im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) entwickelt wurde. Das System wurde zunächst für den Neubau von Büro- und Verwaltungsgebäuden ausgestaltet, ist jedoch künftig auch für verschiedene Gebäude- und Nutzungsarten sowie Bestandsgebäude anwendbar. Zur Gewährleistung der Glaubwürdigkeit und Objektivität beruht die Nachhaltigkeitsbewertung weitestgehend auf quantifizierbaren Kernkriterien, die den vier Kategorien “ökologische Qualität”, “ökonomische Qualität”, “soziale und funktionale Qualität” sowie “technische Qualität” angehören. Die Nachhaltigkeit der untersuchten Objekte wird anhand eines speziell konzipierten Zertifikates dargestellt, welches durch ein Label ergänzt wird. Die Urkunde soll neben der erreichten Note auch gesondert ausgewiesene Informationen zu charakteristischen Gebäudeeigenschaften, der Qualität der Planungs-, Bau- und Betriebsprozesse und der Standortqualität enthalten. Organisation und Durchführung der Gebäudezertifizierung werden derzeit zwischen dem Bund und verschiedenen privatwirtschaftlichen Organisationen diskutiert.

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In den letzten Jahren fanden immer wieder Anstrengungen statt um den CO2-Haushalt der Erdatmosphäre zu senken. Begriffe wie “sparsamer”, “effizienter” oder “effektiver” werden häufig in diesem Zusammenhang verwendet. Auch das Fachgebiet Bauphysik kann einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz leisten. Das ist eine berechtigte Forderung, da Gebäudeheizung und Gebäudekühlung einen bedeutenden Anteil am Ausstoß schädlicher Treibhausgase besitzen. Grenzwerte für die U-Werte werden immer niedriger angesetzt, was dickere und teurere Dämmsysteme zur Folge hat. Neben diesen trivialen Lösungen werden auch komplexere Systeme entwickelt und erprobt. In dieser Untersuchung werden zwei davon genauer betrachtet und bezugnehmend auf den Heiz wärmebedarf sowie den Kühlbedarf gegenüberstellt. Dabei handelt es sich um sogenannte schaltbare Dämmungen, und um ein neues System mit der Bezeichnung “Thermocollect”. Ein Vergleich beider Systeme ist mit Software-Standardlösungen nicht möglich, da diese mit nichtvariablen Wärmeleitwerten arbeiten, weshalb ein eigenes Simulationsmodell entwickelt werden musste. Zunächst werden im Rahmen einer Einführung beide Systeme vorgestellt. Ein Abschnitt beinhaltet eine Ausführung zum Simulationsmodell und Erläuterungen zu seinen Eigenheiten. Abschließend folgen Ergebnisse von Parameterstudien, eine Interpretation der Ergebnisse sowie Schlussfolgerungen und die Optimierung der neuartigen Dämmsysteme.

Evaluation and optimization of switchable insulation using the climatic conditions of Vienna.
There have been numerous efforts to reduce CO2 emissions in recent years. Terms such as ”more economical”, ”more efficient”, and ”more effective” are often used in discussion of this theme. The field of building physics can make a significant contribution to energy efficiency since building heating and cooling produces a significant portion of overall hazardous greenhouse gases. In response, heat transfer coefficient limits are being set lower and lower resulting in thicker and more expensive insulation systems. Very creative systems are being developed and tested parallel to conventional solutions. This study examines and contrasts two of the systems focusing upon the heating and cooling requirements: the so called ”switchable insulation” and a new system called ”Thermocollect”. The systems cannot be compared using standard software programs as the calculations are based on steady-state thermal conductivities. Therefore, an in-house simulation model was developed. Both systems are described in the introduction. A presentation of the basic thermodynamic concepts applied in the simulation fol lows. One section contains an explanation of the simulation model and its distinctive properties. The study is concluded by the results of the parametric studies, an interpretation of the results and implications, and engineering optimizations for the new insulation systems.

In den angestellten Untersuchungen wurde die Dauerhaftigkeit von ultrahochfesten Betonbauwerken (UHFB) geprüft und im Vergleich zu Normalbetonen bewertet. Dabei zeigte sich, daß der UHFB aufgrund seines extrem dichten Gefüges gegenüber äußeren Expositionen, wie dem Frostangriff, dem Frost-Tausalz-Angriff, der Carbonatisierung und der Chloriddiffusion ein sehr gutes Widerstandspotential aufweist. Gegenüber herkömmlichen hochfesten Betonen bis C 100/115 kann die Dauerhaftigkeit durch UHFB nochmals gesteigert werden. Dies macht UHFB künftig nicht nur für Bauwerke interessant, bei denen ultrahohe Festigkeiten gefordert werden, sondern auch für Bauteile, die in besonders aggressiver Umgebung eine lange Nutzungsdauer aufweisen sollen.

Für die Bemessung lateral belasteter Offshore-Pfähle kommt üblicherweise die in den Offshore-Richtlinien empfohlene p-y-Methode zur Anwendung. Die hierin beschriebenen p-y-Kurven für weichen Ton basieren auf einem exponentiellen Ansatz nach MATLOCK, wobei jeweils unterschiedliche Linearisierungen in den Richtlinien der API und des DNVGL empfohlen werden. Verschiedene experimentelle und numerische Untersuchungen zeigen jedoch relevante Unzulänglichkeiten der beschriebenen Grundfunktion insbesondere im Hinblick auf deren Gültigkeit für Pfähle großer Durchmesser. Aus diesen Untersuchungen sind in der Vergangenheit bereits mehrere alternative p-y-Ansätze entstanden, welche explizit den Einfluss des großen Pfahldurchmessers berücksichtigen sollen. Der vorliegende Artikel beinhaltet eine umfassende Bewertung von insgesamt sechs statischen p-y-Methoden für weichen Ton, basierend auf mehr als 300 dreidimensionalen Simulationen mit der Finite-Elemente-Methode. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass sowohl der Ansatz nach MATLOCK, die linearen Approximationen des Matlock-Ansatzes gemäß der API und dem DNVGL als auch drei alternative Ansätze als nicht generell gültig für beliebige Bodenbedingungen und Pfahlgeometrien zu bewerten sind. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend zur Definition von Anforderungen an einen neuen, generell anwendbaren p-y-Ansatz genutzt.

Evaluation of static p-y approaches for laterally loaded piles in soft clay
When it comes to the general design of laterally loaded piles, the p-y approach according to the offshore guidelines is commonly used. The here stated p-y curves for soft clay are based on an exponential approach by MATLOCK, whereby different linearisations are recommended by the guidelines of the API and the DNVGL. Various experimental and numerical investigations demonstrate, however, considerable inadequacies of the stated basic function in particular with respect to the suitability for large-diameter piles. As a result of these investigations, several alternative p-y approaches were developed which explicitly intend to account for the effect of the large pile diameter. The paper in-hand contains an extensive evaluation of overall six static p-y approaches for soft clay based on more than 300 three-dimensional simulations with the finite element method. The results indicate that the p-y approach according to MATLOCK, the linearisations by the API and the DNVGL as well as three alternative approaches are not generally valid for arbitrary soil conditions and pile geometries. The findings from the investigation are finally used for the definition of requirements regarding a new, generally valid p-y approach.

Es werden vier verschiedene (normativ umsetzbare) Nachweismethoden für den Grenzzustand der Tragfähigkeit, die auf nichtlinearen Strukturanalysen basieren, vorgestellt und hinsichtlich der damit erzielbaren Systemzuverlässigkeit vergleichend beurteilt. Als Kriterium der Systemzuverlässigkeit dient die Versagenswahrscheinlichkeit Pf. Die Bewertung erfolgt sowohl vergleichend als auch absolut hinsichtlich des in den Lastnormen EC 1 bzw. DIN 1055-100 angegebenen Sicherheitsindizes ß = 4,7. Ergänzend wird die Ausgewogenheit der einzelnen Nachweiskonzepte diskutiert.

Die Herstellung von Betonbauteilen muss zum Schutze des Klimas nachhaltiger werden. Ein Ansatz ist die grundlegende Veränderung der Betonrezepturen in ihren Ausgangsstoffen und Massenanteilen. Diese sind so zu verändern, dass der Einsatz primärer Rohstoffe signifikant reduziert wird, ohne die physikalischen Eigenschaften des Betons nachteilig zu verändern respektive zu verbessern. Dieser Aufsatz befasst sich mit aktuellen internationalen Forschungsergebnissen zu nachhaltigen, kreislaufoptimierten Betonmischungsrezepturen und deren erzielten 28-Tage-Druckfestigkeitswerten. Diese wurden mithilfe eines Analysemodells über die empirischen Druckfestigkeitswerte der Rezepturen und deren mögliche CO2-Einsparung im Herstellungsprozess bewertet. Die Veränderung des Treibhauspotenzials basiert auf einer reduzierten Sachbilanzstudie der Stoffströme. Die Auswertung der verfügbaren Daten ergab, dass insbesondere durch den Einsatz industrieller Abfall- und Nebenprodukte in Beton, wie Kupferschlacke, keramische oder Gießereiabfälle sowie Steinschlammpulver, ein nachhaltiges Ergebnis erzielt werden kann. Bei Verwendung dieser Produkte konnte sowohl eine rechnerische Einsparung des Kohlenstoffdioxidausstoßes als auch eine Zunahme der 28-Tage-Druckfestigkeit gegenüber der Vergleichsprobe erzielt werden.

Evaluation of new concrete regarding the load-bearing behavior and the greenhouse gas reduction in the manufacturing process
The production of concrete components has to become more sustainable to protect the climate. One approach is the fundamental change in the concrete recipes in terms of their materials and mass proportions. Change has to be done so that the use of primary raw materials is significantly reduced without adversely changing or improving the physical properties of the concrete. This essay deals with current international research results on sustainable, circulation-optimized concrete mix formulations and their achieved 28-day compressive strength values. The results were evaluated with an analysis model using the empirical compressive strength values of the formulations and their possible CO2 savings in the manufacturing process. The difference in the greenhouse potential is based on a reduced life cycle inventory study of the material flows. The evaluation of the available data shows that a sustainable result can be achieved using industrial waste and by-products in concrete, such as copper slag, ceramic or foundry waste and stone sludge powder. By using these products, carbon dioxide emissions are reduced and an increase in the 28-day compressive strength compared to the reference sample could be achieved. The examined studies with recycled aggregates from mixed and broken concrete waste mostly led to a negative analysis value due to reduced strength values.

Der Beitrag thematisiert das Kontaktproblem und damit den kritischen Punkt der historischen gusseisernen und stählernen Lagertechnik. Nach einem Rückblick auf die historische Entwicklung der Bemessung der Lagerwalzen und allgemeinen Ausführungen zur Kontaktproblematik wird anhand analytischer und numerischer Untersuchungen der Zusammenhang zwischen der Kontaktspannung nach Hertz und der Mises-Vergleichsspannung als Grundlage für ein realistisches Bewertungskonzept aufgezeigt.

Assessment of historical bridge bearings  -  The contact problem.
This paper tackles the contact problem, the weak point of historical bridge bearings made of cast iron and early steel. At first historical approaches dealing with the contact problem and general contact matters are discussed. To improve the current method of calculation, thereafter the link between Hertzian contact stress and von-Mises (equivalent) stress is demonstrated by analytical and numerical calculations.

Der Beitrag erläutert Durchführung und Ergebnisse von Härte- und Verformungsmessungen an Wälzkörpern von historischen 4-Rollen-Wälzlagern. Diese Messungen waren Bestandteil eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Vorhabens zur realitätsnahen statisch-konstruktiven Bewertung historischer Brückenlager (LO 568/8-1, RU 326/7-1) [1].