Im vorliegenden Beitrag werden Bemessungshilfen für Verbundstützen aus einem betongefüllten runden Stahlrohr mit massivem Einstellprofil vorgestellt. Es wird gezeigt, wie die vorhandenen Erfahrungen aus der Vielzahl projektgebundener Gutachten für die Erstellung brandschutztechnischer Bemessungshilfen nutzbar gemacht werden können. Damit erhält die Praxis leicht anwendbare, schnell und sicher zu Ergebnissen führende Bemessungshilfen.

Bei Rahmentragwerken werden in den hochbeanspruchten Ecken häufig Vouten angeordnet. Die statisch-konstruktiven Vorteile gevouteter Stäbe können derzeit nur für wenige Sonderfälle effizient genutzt werden, da die für den Tragsicherheitsnachweis erforderlichen Angaben fehlen. Es werden Bemessungshilfen für Bauteile mit und ohne Vouten vorgestellt. Diese beinhalten Bedingungen für die erforderliche Steifigkeit von sekundären Traggliedern, bei deren Einhaltung ein aufwändiger Biegedrillknicknachweis entfallen und somit die Querschnittstragfähigkeit voll ausgenutzt werden kann. Außerdem werden Regeln für das Herauslösen von Ersatzstäben aus dem Gesamtsystem angegeben.

Design aids for the lateral torsional buckling analysis of haunched I-profiles (part II).
In the highly stressed corners of frame structures often haunches are realized. Currently, the structural advantages of haunched members can be utilised efficiently for only a few special cases because of the lack of necessary information for the member checks. Design aids for the lateral torsional buckling check of members with and without haunches are presented. These include requirements concerning the stiffness of secondary members that permit to rule out failure due to lateral torsional buckling and to utilise the full resistance of the cross section if complied with. Furthermore, rules for breaking down structures for individual member checks are specified.

Es wird ein Verfahren gezeigt, um mit geringem Aufwand den Betriebsfestigkeitsnachweis für Kranbahnträger aus Stahlbeton und Spannbeton durchzuführen.

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung von Bemessungshilfen, die die Anwendung des Verfahrens der begrenzten Momentenumlagerung nach DIN 1045-1 erleichtern. Die zulässige Umlagerung war bisher für das aktuelle Bemessungsproblem nur iterativ bestimmbar. In Anlehnung an herkömmliche Bemessungstafeln werden Tabellen angegeben, aus denen der zulässige Umlagerungsfaktor unter Verwendung des nach der Elastizitätstheorie bestimmten Bemessungsmomentes direkt abgelesen werden kann. Dadurch wird für die Anwendung in der Praxis eine benutzerfreundliche Alternative zu den herkömmlichen Verfahren geschaffen.

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Es werden Tabellen vorgestellt, nach welchen die zulässige Belastung von durch Querzug beanspruchten Stahldollen, die in Beton einbetoniert wurden, ermittelt werden kann.

Die Beanspruchbarkeit von unbewehrten Elastomerlagern für den Hochbau beschränkt sich nach den entsprechenden Teilen der DIN 4141 auf ein Pressungsniveau von kleiner als 10 N/mm². In der Praxis werden hochbeanspruchte Elastomerlager mit rechnerischen Pressungen von bis zu 20 N/mm² beaufschlagt. Zur Vermeidung von Schäden sind dann druckstabile Elastomerlager erforderlich. Wird in der Lagerungsklasse 2 nach DIN 4141-3 auf umfassende Nachweise der Lager und Bauteile verzichtet, so müssen nicht druckstabile Lager sehr vorsichtig und unterhalb eines Pressungsniveaus von 10 N/mm² bemessen werden.

Es werden energetische Betrachtungen von Zuluftfassaden hinsichtlich Standort, Orientierung, Aufbau und Geometrie vorgestellt. Die Untersuchungen zeigen, daß Lüftungswärmeverluste durch Zuluftfassaden um bis zu etwa 50 % verringert werden können. Eine wirkungsvolle Zuluftfassade besitzt eine transluzente Vorsatzschale, eine Kanaltiefe von 2 bis 24 mm und ist auf einer südorientierten, wärmegedämmten Wand angebracht. Ein besonderes Augenmerk wird bei der Orientierung des Aufbaus auf den Strömungswiderstand und die erforderliche Kanaltiefe der Systeme gerichtet. Zur Bemessung kann die energetische Wirkung von Zuluftfassaden innerhalb eines weiten Parameterbereichs abgeschätzt werden.

In Deutschland werden Hochwasserschutzbauwerke i. d. R. so bemessen, dass sie einem Hochwasserereignis mit einer definierten Eintrittswahrscheinlichkeit standhalten können. Bei der Festlegung der anzusetzenden Eintrittswahrscheinlichkeit sollten die im Versagensfall zu erwartenden Schäden in dem zu schützenden Bereich berücksichtigt werden. Die erwartete Nutzungsdauer für z. B. Deiche beträgt dabei i. d. R. zwischen 50 und 100 Jahren. Die geotechnischen Nachweise sind entsprechend europäischer Regelungen und nationalen Ergänzungen für eine Referenzperiode von 50 Jahren durchzuführen. Hinweise zum Hochwasserschutz in Bau- und Revisionszeiten werden nur beispielhaft erwähnt, wie anfallende Baumaßnahmen nur in Jahreszeiten auszuführen, in denen die Wahrscheinlichkeit großer Hochwasserereignisse geringer ist. Dabei stellt sich jedoch die Frage nach einem Wiederkehrintervall, das hier angesetzt werden sollte. Letztlich geht es um die Abschätzung der Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Ereignis an einem Standort in einem Zeitraum der Bau- und Revisionsphase eintritt.
In diesem Beitrag wird exemplarisch ein Ansatz unter Anwendung der Poisson-Verteilung vorgestellt, der den Zusammenhang zwischen der Eintrittswahrscheinlichkeit von Bemessungsereignissen unter Einbeziehung der benötigten Bau- und Revisionszeiten sowie der Schutzbedürftigkeit des Hinterlands berücksichtigt.

Design events for temporary construction or revision periods of flood protection measures
Flood protections measures in Germany are designed in a way that they can withstand a flooding event with a defined frequency of occurrence. The evaluation of the return period of the design event should include potential damages in the hinterland or the protected area, respectively. However, flood protection structures are usually designed for an estimated operation time between 50 and 100 years. The geotechnical evidence has to be carried out in accordance with European regulations and their national supplements for a reference period of 50 years. But, the realization of the flood protection in terms of temporary construction or revision phases is only mentioned exemplarily as to perform them in seasons in which the likelihood of large floods is less. Here, the question arises about the return period to account for. Hence, the focus is on estimating the probability that a particular event occurs at a specific site during the construction or revision period.
In this paper, we introduce an approach based on the Poisson distribution taking into account the relation between the frequency of occurrence of design events and the construction or revision period as well as the vulnerability of the area to be protected.

Es werden leicht handhabbare Diagramme zur Vordimensionierung von Stahlverbunddeckenträgern und Hauptunterzügen dargestellt, welche in der frühen Planungsphase eine schnelle und sichere Vorbemessung erlauben.

Die gesteigerte Komplexität, die sich infolge der iterativen Bestimmung des Durchstanzwiderstands nach DIN EN 1992-1-1+NA(D) bei gedrungenen Einzelfundamenten ergibt, verursacht sowohl bei Tragwerksplanern als auch bei Prüfingenieuren einen erheblichen Mehraufwand. Aufgrund fehlender Erfahrungswerte ist eine überschlägliche Bemessung kaum möglich und die Verwendung rechnergestützter Verfahren oft unvermeidbar.
Mit dem Ziel, die Festlegung bzw. Kontrolle der Fundamentabmessungen in der Entwurfsphase wesentlich zu vereinfachen, wurden im Rahmen eines vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton e.V. geförderten Forschungsvorhabens Bemessungsdiagramme zur Bestimmung der Durchstanztragfähigkeit zentrisch und exzentrisch belasteter Einzelfundamente mit unterschiedlicher Stützen- und Fundamentgeometrie hergeleitet. Zur weiteren Vereinfachung wurden eine baupraktisch mindestens übliche Betondruckfestigkeit und ein Längsbewehrungsgrad festgelegt, um die aufnehmbare Stützenkraft direkt aus den Bemessungsdiagrammen ablesen zu können. In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Berechnung sowie ausgewählte Diagramme als Ergebnis des Forschungsvorhabens präsentiert.

Dimensioning Diagrams for Determining the Punching Shear Resistance of Footings
According to DIN EN 1992-1-1+NA(D), the punching shear resistance of compact footings has to be determined iteratively. This increased complexity results in significant additional effort for structural designers and inspecting structural engineers. Due to the lack of experienced data, an estimated structural design is hardly possible and computational methods often unavoidable.
To simplify the determination of the footing's dimensions at design stage, dimensioning diagrams were derived to determine the punching shear resistance of centrically and eccentrically loaded compact footings with different column and footing dimensions. For further simplification a common concrete compressive strength and flexural reinforcement ratio were defined, thus the maximum column load can be determined directly from dimensioning diagrams. This article presents the results of this research project, which was funded by the German Commitee for Structural Concrete.

Es werden Bemessungsdiagramme und -tabellen zur Bestimmung der Querkraftbewehrung gemäß DIN 1045-1 vorgestellt. Mit ihnen kann auf die langwierige Anwendung der Formeln aus der Norm verzichtet werden. Sie ermöglichen eine rasche, wirtschaftliche Bemessung. Auch die Gurtanschlußberechnung kann als Näherung bestimmt werden.

Auf Versuchen basierend werden Bemessungsdiagramme angegeben, in denen die Querzugkräfte von bewehrten und unbewehrten Elastomerlagern in Abhängigkeit von der Lagerbelastung, dem Lagerformat und der Oberflächenstruktur der Kontaktflächen abgelesen werden können.

Es wird die Ermittlung der Biegetragfähigkeit von Plattenbalkenquerschnitten nach DIN 1045-1 vorgestellt. Darauf aufbauend werden Bemessungsdiagramme hergeleitet und anhand eines Beispieles erläutert.

In der vorliegenden Arbeit werden, aufbauend auf die Bemessungsdiagramme für einen Biegeträger einer Dachkonstruktion mit homogenem Stabquerschnitt [1], die Erweiterung um den inhomogenen Stabquerschnitt (geschichteter Verbundquerschnitt) sowie die Implementierung der Schwingungsnachweise gezeigt. Während bei den Bemessungsdiagrammen für den homogenen Stabquerschnitt sowohl die ULS- als auch die SLS-Nachweise von Relevanz waren, treten bei Erweiterung um die Schwingungsnachweise sowie aufgrund der Einflüsse des inhomogenen Querschnittsaufbaues vorrangig die SLS-Nachweise auf. Das Schwingungsverhalten von Deckentragwerken wird wesentlich durch die Lagerungsbedingungen beeinflusst. Die Einspanneffekte im Bereich des Anschlussdetails Wand-Decke zufolge der Geschossauflasten werden bei der Bestimmung der Eigenfrequenz berücksichtigt.

Design charts for a single spanned timber beam under bending - Part 2: Floor structures with inhomogeneous beam cross-section
This paper presents an application of design charts for inhomogeneous cross-sections (layered composite section) and the implementation of vibration design criteria as extension of the charts for beams with homogeneous cross-sections in roof-structures according to selected European Design Standards published in [1]. While ULS and SLS criteria were nearly equally governing for the homogeneous cross-section, mainly SLS criteria are now governing due to the extension with vibrations and the influences of the inhomogeneous cross-sections. The vibrational behavior of floors is essentially influenced by the support conditions. Effects of moment restraints at the wall-floor-wall detail, activated by wall-loads from stories above, are systematically being taken into account.

Im vorliegenden Aufsatz werden Bemessungstafeln zur Vorbemessung von Bauteilen aus Holz - Ermittlung der erforderlichen Querschnittshöhe - in Abhängigkeit definierter Eingangsparameter (Einwirkungen, Geometrie, Systemdefinitionen, Materialeigenschaften) vorgestellt. Eine allgemeingültige Aussage, welcher ULS- bzw. SLS-Nachweis die relevante Bemessungssituation für die Dimensionierung eines Bauteiles widerspiegelt, kann aufgrund der Vielzahl an Einflussparametern, wie z. B. der Materialkennwerte, der Trägerspannweite und der Belastung, a priori nicht eindeutig getätigt werden. Für die effiziente Vorbemessung gemäß ÖNORM EN 1995-1-1 [1] liegen bis dato keinerlei nutzbare Bemessungsdiagramme für biegebeanspruchte Stäbe mit wissenschaftlicher Aussagekraft vor.

Design charts for a single spanned timber beam under bending - Part 1: Roof beam with a homogeneous rectangular beam cross-section
In the presented paper design charts for the preliminary design of components made of timber (determination of the required cross-sectional height) are shown. The charts are given as functions of several defined input parameters like loads, system geometry and material behavior. A generally valid statement, which kind of verification (ULS or SLS) reflects the relevant design situation for the design of a timber component is not possible. This may occur due to numerous influencing parameters. Currently no design charts for the efficient preliminary design according to ÖNORM EN 1995-1-1 [1] are available.

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Die Regelungen im vereinfachten Verfahren von Eurocode 6, Teil 3 [4] mit dem zugehörigen Nationalen Anhang erlauben es, in wenigen Schritten rechnerische Nachweise von Mauerwerksbauteilen durchzuführen. Anhand mehrerer Bauteilnachweise aus der Praxis wird im Folgenden die Nachweisführung nach dem vereinfachten Verfahren dargestellt. Es ist erkennbar, dass bei Einhaltung der Anforderungen an das vereinfachte Verfahren sich die rechnerische Nachweisführung sehr einfach gestaltet und der größte Zeitaufwand in der Lastermittlung der einzelnen Bauteile liegt. Eine weitere Vereinfachung, die jedoch etwas stärkere Einschränkungen des Anwendungsbereiches bedingt, ist durch das im Anhang A angegebene sog. stark vereinfachte Verfahren gegeben.

Design examples - Analysis according to simpified calculation methods.
Using the simplified calculation methods for unreinforced masonry structures of Eurocode 6-3 is a very quick and easy way to design unreinforced masonry structures. In the following paper several examples of the design of strucutral members are given. Practical experience shows that the main effort of the design process results from the structural analysis and the determination of the axial force in the masonry walls. A further simplification ist possible for strucutres according to annex A.

Bemessungsbehelfe sollen die praktische Anwendung von Normen unterstützen sowie zur Vorbemessung und Überprüfung von Berechnungen dienen. Hierfür wurde der Rechenablauf vereinfacht und die wesentlichen Beiwerte in Diagrammform bereitgestellt. Diese Bemessungsbehelfe gelten für das Ersatzstabverfahren bei Biegeknicken und Biegedrillknicken. Im ersten Falle gilt die Einschränkung auf einfach-symmetrische Querschnitte, im zweiten Falle auf doppelt-symmetrische I-Profile. Zusätzlich zum gabelgelagerten freien Stab ist auch der Fall gebundener Drehachse abgedeckt. Die Aufbereitung erfolgte in Form von Einsatzschlankheiten, so daß die Ermittlung idealer Drillknicklasten und idealer Biegedrillknickmomente entfallen kann. Die Behelfe erlauben eine direkte Anwendung für die DIN 18800, für den Eurocode müßten - wegen geringfügiger Abweichungen - einzelne Diagramme adaptiert werden.

Durch die ständige Erhöhung der Verkehrsbelastungen in den letzten Jahrzehnten und durch die Verwendung moderner Fahrzeugrückhaltesysteme sind ältere Brücken häufig nicht mehr in der Lage, ohne Verstärkungsmaßnahmen den Anforderungen des modernen Straßenverkehrs zu genügen. Eine bewährte Methode, die Tragfähigkeit einer Brücke zu erhöhen, besteht darin, auf das entsprechend vorbehandelte Rohtragwerk eine bewehrte Platte, welche mit dem Bestand kraftschlüssig verbunden ist, zu betonieren. Für die Bemessung sind der Eurocode und die in den europäisch technischen Dübelzulassungen (ETA) angegeben Bemessungsvorschriften (ETAG, TR, ...) anzuwenden. Der Anwender steht vor einer Fülle von breit gefächerten Wahlmöglichkeiten innerhalb dieser Vorschriften. Auf Basis der Erkenntnisse von mehreren Versuchsprogrammen gibt in Österreich die RVS 15.02.34 Anweisungen für die Fugenvorbereitung, die Rezeptur und den Einbau des Aufbetons und für die zugehörige Interpretation des Eurocodes und der Dübelbemessungsvorschriften bei der Bemessung der Schubfuge.

Design and Detailling of Concrete Overlays
Due to a permanent increase of traffic loads during the last decades and due to installation of modern vehicle restraint systems older bridges are often overloaded and thus have to be strengthened. Casting a concrete overlay on the existing structure is a state of the art method in order to increase the bearing capacity. The key is to prepare the interface in a way that no slip will occur between old and new concrete when forces are transferred over the interface. Mandatory for designing the concrete overlay is the Eurocode and in the European Technical Approvals (ETA) for dowels referred design guidelines (ETAG, TR, ...). However, the designer has to choose within a lot of options. On the basis of several research programs the RVS 15.02.34 gives recommendations for the preparation of the old concrete, the composition of the new concrete, casting and curing as well as choosing the associated options of the Eurocode within the structural design and detailing of the interface.

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Die Spritzbetonbauweise hat sich im Tunnelbau seit Jahren bewährt. Spritzbeton wird als unbewehrter Beton, in Verbindung mit Bewehrung sowie als Stahlfaserspritzbeton eingesetzt. Bei den meisten Tunnelschalen aus Stahlfaserspritzbeton werden Stahlfasern derzeit nur als konstruktive Bewehrung verwendet. Die Faserzugabe führt zu einer nennenswerten Erhöhung der Bruchenergie und somit zu einer höheren Zähigkeit des sonst spröden Materials und damit zu einer höheren Sicherheit.
Stahlfaserspritzbeton kann auch anstelle von Spritzbeton mit statisch erforderlicher Mattenbewehrung eingesetzt werden. Die Bemessung erfolgt dann unter Berücksichtigung der Nachrisszugfestigkeit. Diese kann wie bei Stahlfaserbeton an Biegebalken ermittelt werden, die aus größeren Proben herausgesägt werden. Anhand von verschiedenen Beispielen werden die unterschiedlichen Anwendungen aufgezeigt und die dafür erforderlichen Prüfungen vorgestellt.

Design, Execution and Quality Management of Steel Fibre Reinforced Shotcrete in Tunnels
The shotcrete method has been proven for tunnel structures since years. Shotcrete can be used unreinforced, in combination with reinforcement meshes and with fibre reinforcement.
At the moment most steel fibre shotcrete tunnel liners have non-structural fibre reinforcement. However, the addition of fibres increases the fracture energy of the material and changes the shotcrete behaviour from brittle to ductile with higher reliability.
Steel fibre shotcrete can also replace shotcrete with traditional mesh reinforcement. The verification of steel fibre shotcrete takes the post cracking tensile strength of the material into account. The tensile strength of the cracked fibre concrete can be derived from bending tests on beams cut out of a larger shotcrete sample.
This paper presents the different types of executed shotcrete applications in tunnels and the necessary test methods.

Bei der Bemessung zyklisch belasteter Schweißverbindungen aus höchst- und ultrahochfesten Stählen, wie sie im Kranbau eingesetzt werden, finden Kennwerte des Kurzzeitfestigkeitsbereichs (Low Cycle Fatigue, LCF) Anwendung. Im FOSTA-Forschungsprojekt P900 wurden MAG-geschweißte Stumpfstöße und Quersteifen aus 8 mm dicken Blechen sowie Rohr-Gabel-Bauteile mit Hilfe des Nennspannungs-, Kerbspannungs- und Kerbdehnungskonzepts untersucht. Schwingfestigkeitsversuche bei konstanten Beanspruchungsamplituden bis in den LCF-Bereich führen auf Wöhlerlinien, die der FAT-Klasse 80 (Stumpfstoß) bzw. FAT 71 (Quersteife) nach den Regelwerken genügen und mit Neigungen von k = 3 angenähert werden können. Grundlegend zeigt sich, dass sich die Lebensdauer dieser MAG-Schweißverbindungen durch Schweißnahtnachbehandlungsmethoden, wie WIG-Aufschmelzen, höherfrequentes Hämmern oder Schleifen, auch im LCF-Bereich positiv beeinflussen lässt.
Im Zuge einer beanspruchungsoptimierten Auslegung und der Ausnutzung des Festigkeitspotenzials hochfester Stähle ist neben dem Werkstoffverhalten bei konstanten Beanspruchungsamplituden der Einfluss von variablen Beanspruchungen auf die Lebensdauer zu berücksichtigen. Aus der Analyse im Betrieb auftretender Lasten konnte ein Gaußverteiltes Beanspruchungskollektiv abgeleitet werden. Unter variablen Beanspruchungen zeigt sich das Schwingfestigkeitspotenzial anhand experimentell ermittelter Gaßnerlinien und charakteristischen Schadenssummen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden schließlich durch Bauteiluntersuchungen an Rohr-Gabel-Schweißnähten mit und ohne zusätzlich aufgeschweißte Längslaschen verifiziert. Die lokale Bewertung der Schweißverbindungen nach dem Kerbspannungskonzept bestätigt die FAT-Klasse 225. Zusätzlich wurde eine Bewertung der Schweißverbindungen, unter Berücksichtigung des elastisch-plastischen Werkstoffverhaltens mittels Schädigungsparametern durchgeführt.

Fatigue assessment of welded high-strength steels.
The design of highly loaded crane structures is linked to the fatigue life assessment of welded structures in the low cycle fatigue (LCF) regime. In the FOSTA research project P900 MAG welded butt joints and transverse stiffeners made of 8 mm thick sheets as well as tube- clevis-components were investigated using the nominal stress, the notch stress and the notch strain concept. Constant amplitude loading fatigue tests up to the LCF regime result in Wöhler curves, which fulfill FAT class 80 (butt joints) and FAT 71 (transverse stiffeners) according to the recommendations and can be estimated with a slope of k = 3. A fatigue life increase can be achieved by post weld treatment methods, even in the LCF regime.
In addition to knowledge about the cyclic material behavior, the effect of a Gaussian spectrum on the fatigue life has to be considered. A fatigue life increase under variable amplitude loading is shown by Gaßner curves and characteristic damage sums resulting from a linear damage accumulation. The results have been extended to sample component investigations of tube-clevis connections. A fatigue assessment using local approaches confirms FAT225 for the effective notch stress approach up to N ≥ 103 cycles. In addition an assessment is concluded considering the elastic-plastic material behavior and using damage parameters.

Die Verwendung von Z-förmigen Kaltprofilen als Unterkonstruktion von Wandverkleidungen ermöglicht den Einbau von Wärmedämmungen. Die Bemessung dieser Z-Profile und ihrer Verbindungselemente erfolgt für die Abtragung des Windsogs zur Wand. Finite-Elemente-Berechnungen und experimentelle Untersuchungen zeigten, daß für diese Bemessung die Begrenzung örtlicher Verformungen und nicht die Tragfähigkeit der Profile maßgebend sind. Bei der Bemessung der wandseitigen Dübel muß berücksichtigt werden, daß Kontaktkräfte, die die örtlichen Spannungen und Verformungen der Z-Profile verringern, die Zugkraft im Dübel im Vergleich zu den Kräften, die man aus der Multiplikation der Einzugsfläche mit der Windlast erhält, erhöht. Als Ergebnis einer Parameterstudie werden die durch ein Verformungskriterium und die maximal zulässige Dübelauszugskraft bestimmten erforderlichen Dübelabstände angegeben. Als Parameter wurden der Z-Profil-Typ, die Einbaulagen, die Größe der Windlast und das Eigengewicht der Trapezprofile (einschließlich Wärmedämmung) berücksichtigt.