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Stützen und Träger aus Stahlprofilen können in Fundamente oder Wände aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschlüsse wirken in der Regel wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden wird eine verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlprofile aus gewalzten I-Profilen, geschweißten I-Profilen, runden Hohlprofilen, eckigen Hohlprofilen und einzelligen Kastenquerschnitten vorgestellt. Für Beanspruchungen infolge einachsiger Biegung um die starke und schwache Profilachse werden der profilabhängige Ansatz der Betondruckspannungen im Einspannbereich und die Ermittlung der Einspanntiefe behandelt. Unter Berücksichtigung der Normalkraft werden an den maßgebenden Stellen Tragfähigkeitsnachweise für die Stahlprofile geführt. Als Ergänzung zu den Berechnungsformeln werden Bemessungshilfen zur Verfügung gestellt, die die Wahl der mitwirkenden Breiten und der Einspanntiefen erleichtert.

Generalized calculation method for steel profiles embedded in concrete - embedment depths, design at the ultimate limit state and design aids
Columns and beams made of steel can be concreted into reinforced foundations or walls. Corresponding connections are in general treated as moment resisting restraints, however, requiring a sufficient embedment depth. In the following, a generalized calculation method for restrained steel profiles made of rolled I-sections, welded I-sections, circular hollow sections, rectangular hollow sections, and single-celled box sections is presented. For uniaxial bending about the strong and weak section axis, the profile-dependent approaches for considering the concrete compression within the restraint and the determination of corresponding embedment depths are discussed. Taking axial normal force into account, the load-bearing capacity of the steel profiles is verified at relevant positions. Design aids are provided to supplement the calculation formulae and to facilitate the selection of the required effective widths and the embedment depths.

Die Wöhlerlinie in ihrer originalen Form gilt zunächst für Einstufenkollektive. Für die Ermüdungsfestigkeitsnachweise bei baupraktisch meist vorhandenen Mehrstufenkollektiven existieren mehrere Näherungen mit unterschiedlicher Berücksichtigung der Dauerfestigkeitsgrenze bei der Schadensakkumulationshypothese, als Bezugs-Wöhlerlinien bezeichnet, beispielsweise die zweifach abgeknickte Linie nach Eurocode 3. Die Einführung des im Maschinenbau bekannten Konzeptes der so genannten Lebensdauerlinien erlaubt die verallgemeinerte Berücksichtigung verschiedener - auch nichtlinearer - Ansätze der Dauerfestigkeitsgrenze für die Lebensdauerberechnung.
Diese Berücksichtigung einer nichtlinearen Dauerfestigkeitsgrenze für mehrstufige Beanspruchungen ist bis jetzt in den Bemessungsvorschriften für Neubauten als auch den Richtlinien zur Nachrechnung von ermüdungsbeanspruchten Bauwerken nicht eingeführt, hat aber eine immense wirtschaftliche Bedeutung. Eine Erhöhung der rechnerischen Lebensdauer um den Faktor 10 ist durchaus nicht selten.
Im Beitrag werden die Berechnung und Auswertung dieser Lebensdauerlinien vorgestellt, die von der Kollektivform, dem Kollektivumfang sowie dem Ansatz für die Dauerfestigkeitsgrenze abhängen. Die Berechnungen mit Hilfe der Lebensdauerlinien werden beispielhaft an Offshore-Windenergieanlagen und einer bestehenden Straßenbrücke dargestellt.

Generalized consideration of endurance limit for fatigue stress analysis by means of fatigue life curves.
The S-N curve in the original form applies for constant amplitude loading. For fatigue assessment by damage accumulation theory under the most likely variable amplitude loading, several approaches exist to account for the endurance limit. The design S-N curve with two knee points used in Eurocode 3 is one of these approaches. By means of implementing the fatigue life curves, a well-known concept in mechanical engineering, a generalized consideration of different, even nonlinear approaches of endurance limit is possible for fatigue life assessment.
Considering a nonlinear endurance limit for variable amplitude loadings is to date not included in the codes and guidelines for design and assessment of new and existing structures, respectively. It has a considerable economical significance, though: An increase of the calculated fatigue life by 10 times is by no means improbable.
In this article, the calculation and evaluation of fatigue life curves are represented. These are dependent on the shape of the stress range spectrum, the total number of stress cycles as well as the approach for considering the endurance limit. Calculations via fatigue life curves are demonstrated using examples of offshore wind turbines and an existing highway bridge.

Seit über 40 Jahren besteht ein logisches und erfolgreiches Berechnungsverfahren für Tragwerke aus zusammengesetzten Scheiben. Es stellt eine Erweiterung der technischen Biegelehre für die Berechnung biegesteifer prismatischer Faltwerke unter Berücksichtigung der Querschnittsverformungen dar. Die Entstehung der sogenannten Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB) und die Leistungen dieses Berechnungsverfahrens werden hier anhand schematischer Skizzen erläutert.

Generalized Beam Theory - A classification with respect to static calculation methods
Since more than 40 years a logical and successful method of analysis for structures combined of several plates exists. The method is an extension of the Engineer's Beam Theory for the calculation of rigid prismatic folded structures while allowing for changes of cross sections. The history of the so called Generalize Beam Theory (GBT) and the performance of this calculation method are illustrated by schematic diagrams.

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Die sorgfältige Bemessung und Konstruktion von Verankerungs- und Umlenkstellen ist Voraussetzung für sichere und dauerhafte Brückenbauwerke mit externer Vorspannung. Das Tragverhalten der Verankerungskonstruktionen läßt sich mit herkömmlichen Stabwerkmodellen beschreiben. Es wird ein Bemessungsmodell mit einfachen Gleichungen bzw. Diagrammen für Querträgerscheiben hergeleitet und beispielhaft angewendet.

Es wird über einen Belastungsversuch an einer 7.5 m langen und 2.5 m hohen horizontal aussteifenden Wandscheibe aus Holz berichtet. Die Ermittlung und Nachrechnung der gemessenen Ankerzugkräfte wird mit Hilfe einer linearen Regression durchgeführt.

Lärmschutzwandverankerungen auf Straßen- und Bahnbrücken werden seit Jahren nach Richtzeichnungen der BASt und der Deutschen Bahn mit reibgeschweißten Edelstahl-Betonstahlankern ausgeführt. Für Anwendungen im Bereich der Deutschen Bahn unter Ermüdungsbeanspruchungen aus dem Eisenbahnverkehr haben sich die Randbedingungen für Planung, Bemessung und Anwendung seit Veröffentlichung des Moduls 5501 zur Richtlinie 804 im Jahr 2007 deutlich geändert. Seitdem werden nur noch Verankerungssysteme mit bauaufsichtlicher Zulassung eingesetzt. Die Befestigungsmuttern sind mit Vorspannung und unter Verwendung von NordLock-Keilsicherungsscheibenpaaren gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern. Querkräfte auf den Pfosten sind mit einer Schubknagge oder Querkraftbolzen, jedoch nicht über Reibung zwischen Ankerplatte und Mörtel- bzw. Betonoberfläche oder Lochleibungsdruck abzutragen. An Verankerungen im Straßenbrückenbau werden seitens der beteiligten Behörden deutlich geringere Anforderungen gestellt. Da der natürliche Wind wie auch bei der Bahn als nicht ermüdungsrelevant angesehen wird, erfolgt die Bemessung nur unter quasi-statischen Lasten. Die Ableitung der Querkraft ist nicht eindeutig geregelt und die Verwendung nicht zugelassener Verankerungen üblich. Die maßgeblichen Regelwerke rechtfertigen, dass die Erkenntnisse und Veränderungen im Bereich der Bahn für die Anwendungen im Bereich der Straße geprüft und ggf. teilweise übernommen werden.

Anchoring noise barriers to structures for Deutsche Bahn and for road projects - Friction-welded stainless steel reinforcing bar anchors for static and fatigue-relevant loads
For many years, noise barriers on road and rail bridges have been fixed with friction-welded stainless steel reinforcing bar anchors according to the standard drawings of the Federal Highway Research Institute (BASt) and Deutsche Bahn. In the case of Deutsche Bahn applications with fatigue loads due to rail traffic, the boundary conditions for design, detailing and applications have changed radically since the publication of Deutsche Bahn Directive RIL 804.5501 in 2007. Since then, the only anchorage systems used have been those with a National Technical Approval. The fixing nuts must be secured against unintentional loosening by applying a preload and fitting Nord-Lock wedge lock washers. Shear forces acting on the posts must be resisted by a shear connector or shear bolts, and not by friction between the anchor plate and the surface of the mortar or concrete. The authorities place far lower requirements on anchorages for road bridges. As with railway applications, natural wind loads are not regarded as relevant to fatigue, and so design is carried out for quasi-static loads only. Transfer of shear forces is not clearly regulated and the use of non-approved anchorages is common. The relevant codes of practice justify that the findings and changes affecting railway applications be checked and, if necessary, transferred to some road applications.

Für den Teilrückbau von vorgespannten Bauwerken ist die nachträgliche Herstellung einer sicheren Verankerung für die im Verbund liegenden Spannglieder eine wichtige Voraussetzung. In diesem Beitrag wird über eine vom Institut für Massivbau und Baustofftechnologie der Universität Leipzig entwickelte temporäre Spanngliedverankerung aus UHFB berichtet. Mit Hilfe dieses innovativen Verankerungskonzeptes können Spannglieder an beliebiger Stelle im Bauwerk, auf kürzesten Eintragungslängen, kostengünstig, einfach und sicher verankert werden.

Durch die Einführung der beiden Leitlinien ETAG 020 [1] zur Beurteilung und Bemessung von Kunststoffdübeln in Beton und Mauerwerk sowie ETAG 029 [2] zur Beurteilung und Bemessung von Injektionsverankerungen in Mauerwerk ist die Basis zur Erteilung europäischer technischer Zulassungen gelegt worden. Der Artikel stellt die Unterschiede zwischen dem bisherigen Zulassungscharakter nationaler Zulassungen und den europäischen technischen Zulassungen dar. In diesem Zusammenhang werden die Grundprinzipien der verschiedenen Verankerungen sowie die resultierenden Untersuchungen erläutert. Besonderes Augenmerk wird schließlich auf die Durchführung von Baustellenversuchen gelegt. Aufgrund der bisherigen Erfahrungen und der Erfordernisse der beiden Leitlinien wird die Durchführung dieser Versuche und die Bewertung der Ergebnisse erläutert.

Fastenings in Masonry - News from Europe?
Due to the publishment of the guidelines ETAG 020 [1] for evaluation and design of polymeric anchors in concrete and masonry units as well as ETAG 029 [2] for evaluation and design of bonded anchors in masonry the basis is laid for granting European technical approvals. This article describes the differences between the present national approvals and the European technical approvals. Furthermore the principles of anchorage between the different fastenings and the related determinations are shown. Special attention is paid to the job site tests finally. Conducting of these tests and the assessment of the results are explained due to the current experience and the requirements of the two guidelines.

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Ausgehend von den bisherigen Untersuchungen verschiedener Autoren zu windbelasteten Kreiszylinderschalen, die kurz vorgestellt werden, wird der Windansatz nach DIN 1055 Teil 4 für verschiedene Reynoldszahlen in Fourier-Reihen entwickelt und tabellenmäßig dargestellt. Mit diesen Reihen werden über ein vom Verfasser entwickeltes Programm für verschiedene dimensionslose Geometrien die maßgebenden Verankerungskräfte von geschlossenen Kreiszylinderschalen ermittelt, die abschließend in Tabellenform aufbereitet werden.

Die Frage der sicheren und sinnvollen Verankerung von textiler Bewehrung im Beton beschäftigt nicht nur Anwender des innovativen Verbundwerkstoffs Carbonbeton. Auch in der Forschung sind für die Thematik des Verbunds und der Verankerung wesentliche Fragen nicht abschließend geklärt. Bisher existiert kein Bemessungsmodell für die Verankerung oder Übergreifung, welches bei der derzeit verfügbaren Bandbreite textiler Bewehrungen mit weicher bis steifer Tränkung gleichermaßen gültig ist. Die unterschiedlichen Versagensmechanismen des Verbunds, die aus den Charakteristika der Materialien resultieren, werden selten klar unterschieden. Dieser Artikel verdeutlicht die Auswirkungen des Formschlusses auf das Verankerungsverhalten am Beispiel einer textilen Bewehrung mit steifer Tränkung und ordnet Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen in die bisherige Forschung ein. Hierzu wird ein Prüfaufbau für einen Auszugversuch vorgestellt, welcher auch zur Abschätzung des Verankerungsverhaltens in Praxisprojekten und zur Qualitätskontrolle in der Produktion genutzt werden kann.

Anchorage behavior of textile reinforcement in thin concrete components
The safe and reasonable anchorage of textile reinforcement in concrete is relevant for both researchers and users of the innovative composite material carbon reinforced concrete. In research, major questions of bond and anchorage remain unsolved. To date, there is no design model for anchorage or overlap which incorporates the currently available range of textile reinforcement with soft to stiff impregnation materials. The different failure mechanisms of bond, which result from the material characteristics, are rarely distinguished. This article illustrates the results of form closure on the bond behavior of textile reinforcement with stiff impregnation. Results of new experimental investigations are discussed considering previous research. A modified test setup for single fiber strand pull-out is presented, which allows for investigation of the anchorage behavior for projects in research and practice as well as for quality control during production.

In Stahl-Beton-Verbundträgern des Hochbaus treten Zugbeanspruchungen und Abhebewirkungen in der Verbundfuge zwischen Stahlträger und Betongurt in der Regel mit vergleichsweise kleinen Lastordinaten (verglichen mit der Abscherbeanspruchung) auf, sodass diese vertikal zur Verbundfuge wirkenden Beanspruchungen im Allgemeinen nicht bemessungsrelevant werden. Dies gilt allerdings nicht, wenn einzelne Verbundmittel oder Verbundmittelgruppen zur planmäßigen Verankerung von Zugkräften in Betongurten herangezogen werden. Während das Zugtragverhalten von Verankerungen mit konventionellen Verbundmitteln wie Kopfbolzendübeln bereits umfassend erforscht ist, fehlen entsprechende Untersuchungen und Tragmodelle für Verbunddübelleisten bislang. Dies gilt insbesondere für das Verankerungsverhalten von Verbunddübelleisten in schlanken und gerissenen Betongurten. Im vorliegenden Beitrag werden Zugversuche an puzzleförmigen Verbunddübeln in schlanken Betongurten beschrieben, bei denen neben verschiedenen Bewehrungsführungen insbesondere der Einfluss unterschiedlicher Längsspannungszustände (Längsdruck, Längszug und Rissbildung) im Betongurt untersucht wurde. Hierzu wurden eigene Versuchsstände entwickelt. Die durchgeführten Versuche wurden mithilfe eines dreidimensionalen, nicht linearen Finite-Elemente-Modells simuliert und analysiert. Abschließend wird ein Ingenieurmodell zur Berechnung der Bruchlast von einzelnen Verbunddübeln und Verbunddübelgruppen in bewehrtem und unbewehrtem Beton vorgestellt.

Anchoring behavior of composite dowels in slender concrete chords
Usually, lifting and tensile stresses between the steel profile and the concrete slab of steel-concrete composite beams are unplanned and have comparatively small load ordinates compared to the transferred shear forces. That is why, these vertically lifting forces are generally not relevant for the dimensioning of the composite joint. But, this does not apply if shear connectors are systematically used for the anchorage of tensile forces. While the anchorage behavior of conventional shear connectors, like headed studs, is already extensively studied, appropriate investigations on the anchorage behavior of composite dowels are lacking so far, especially for composite dowels in slender and cracked concrete chords. In this paper, the anchorage behavior of an innovative, puzzle-shaped composite dowel is investigated in cracked and uncracked concrete chords. Besides different arrangements of reinforcement, the influence of different longitudinal stress levels in the concrete slab (tensile stress, compressive stress) is explored, in particular. To this end, own test setups were developed. All tests were recalculated using a three-dimensional, nonlinear finite element model. Finally, an engineering model for the calculation of the load bearing capacity of single composite dowels and composite dowel groups in reinforced and unreinforced concrete is presented.

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• Mauerwerksbau: Gestern - Heute - Morgen - Rückblick Deutscher Mauerwerkskongress Dresden 24. 09. 2009
• Professoren-Exkursion 2009 - Zwischen Mittelalter und Moderne

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- KS-Bauseminare 2008
- Schallschutzforen 2008
- IWM-Mörteltage

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