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In dieser Arbeit wird eine gegenüber früheren Veröffentlichungen genauere Berechnung von Gitterschalen gezeigt. Dabei werden die Einflüsse einer feineren Diskretisierung der Einzelstäbe, der Seilexzentrizität und der Knotennachgiebigkeit auf Traglast und Tragverhalten der Schalen untersucht.

Es wird der Beanspruchungszustand in Tunnelverkleidungen und der Versagensmechanismus bei Überlastung im Kämpfer- und Scheitelbereich geschildert. Eine Reihe von Schadensfällen an Tunnelbauwerken wird erläutert und das Schadensbild erklärt. Es wird der Vorschlag gemacht durch Gelenke verformbare Tunnelverkleidungen zu konstruieren und somit ein insgesamt zäheres Verhalten zu erreichen. Eine spannungsoptische Überprüfung zeigt die Brauchbarkeit des Konzepts.

Mineralische Deponiebasisabdichtungen erleiden Zwangsverformungen infolge Setzungen des Untergrundes, die durch die Deponieauflast erzeugt werden. Zur Ermittlung der Rißsicherheit müssen diese mit der zulässigen Verformbarkeit der Dichtung verglichen werden. Es wurden das Zug-Verformungs-Verhalten mineralischer Dichtungsbaustoffe untersucht und ein großmaßstäblicher Modellversuch zum Verformungs-Durchlässigkeits-Verhalten einer mineralischen Dichtung durchgeführt. Es ergeben sich Hinweise und Kriterien für die Berechnung der Rißsicherheit.

Die Untersuchungsergebnisse aus Laborversuchen an mit Netzbewehrung versehener oder mit Metallbändern bewehrter Erde unter Vertikalbelastung werden mitgeteilt. Es wurde ein Anwachsen der Vertikalspannungen im Untergrund sowie der Zusammenhang dieser Spannungen mit Änderungen von Horizontalverformungen in Abhängigkeit von der Bewehrungsmenge festgestellt.

Ausgehend von den Ergebnissen einer Studie über Bauschadensfälle beim Verbau von Stahlspundwänden wird die Aussagekraft qualitativ verschiedener Rechenmodelle insbesondere hinsichtlich der Verformungen und Standsicherheit untersucht. Zwei Demonstrationsbeispiele aus der Literatur für die Anwendung des Blumschen Verfahrens bei unverankerten und einfach verankerten Wänden dienen hierbei als Bezugsbasis für eine Vergleichsberechnung nach einem elastoplastischen Modell. Weitergehende Untersuchungen erfolgen am Beispiel eines Spundwandkastens im Rutschhang, das in Anlehnung an einen realen Schadensfall gewählt wurde. Die Diskussion der Ergebnisse führt zu dem Schluß, daß das Blumsche Verfahren eine Reihe von Merkmalen aufweist, die seine Verwendbarkeit für verschiedene Problemstellungen in Frage stellen.

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Zur erfolgreichen Umsetzung nachhaltiger Gebäudekonzepte in der Praxis bedarf es innovativer Deckenlösungen, die durch hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit beliebige Nutzungsänderungen ohne nennenswerte Eingriffe in das Tragwerk ermöglichen. Diese Flexibilität wird durch große Spannweiten und eine anpassungsfähige Leitungsführung der Gebäudetechnik erreicht. Zur Reduzierung der Deckenhöhe und des Ressourcenverbrauchs existieren Bestrebungen, die Gebäudetechnik vollständig in die Konstruktionshöhe der Decke zu integrieren. Dies erfordert die Anordnung von Öffnungen in den Stegen der aufgelösten Tragstruktur.
Für schlanke Tragelemente mit großen Spannweiten unter Biegebeanspruchung ist die Begrenzung der Verformungen häufig maßgebend für die Bemessung. Dabei ist neben zeitabhängigen Effekten insbesondere der Einfluss von Stegöffnungen auf die Verformungen zu berücksichtigen.
Im vorliegenden Beitrag werden bestehende Modelle zur Bestimmung der Zusatzverformungen infolge von Stegöffnungen in Stahl- und Spannbetonträgern analysiert und ein für eine Handrechnung geeigneter Ansatz für Spannbetonträger hergeleitet. Ein Vergleich mit Versuchsergebnissen bestätigt die trendfreie Erfassung der wesentlichen Einflussgrößen auf die Zusatzverformungen des entwickelten Modells.

Deformation of reinforced and prestressed concrete beams with large webopenings
The success of sustainable building concepts in practice strongly depends on the development of innovative floor slab solutions which feature high flexibility and adaptability and allow for easy changes of utilization. This flexibility is achieved by large spans and adaptive routing of building services. To reduce the construction height and the resource demand, there are efforts to fully integrate the building services into the construction height of the floor slab. This necessitates the arrangement of openings in the filigree structural elements.
For slender structural elements under bending loads with large spans the deflection control is decisive for design. Beside time depending effects the influence of large web openings on the deflections has to be taken into account. In this paper, existing models for the determination of the additional deflections due to large web openings in reinforced and prestressed concrete beams are analyzed and a simple approach for prestressed girders which is suitable for hand calculations is developed. A comparison with experimental results confirms the trend-free detection of the significant factors influencing the additional deformations of the developed model.

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Große Verformungen führen zu Lastumlagerungen in Gesamttragwerken. Dabei werden neue Formen der Lastabtragung aktiviert, welche den Widerstand des Tragsystems erhöhen. Voraussetzung für günstiges globales Tragverhalten sind Tragwerke mit geeigneter konstruktiver Detailgestaltung. Die Analyse des globalen Tragverhaltens erfordert in der Regel verformungsbasierte Ansätze, welche in der Lage sind, Lastumlagerungen und lokales Verhalten realitätsnah zu erfassen.
Der folgende Beitrag gibt einen kurzen Einblick in die verformungsbasierte Denkweise als Grundlage für die Konstruktion von effizienten globalen Tragsystemen und der Analyse ihres Tragverhaltens. An einigen Beispielen werden Möglichkeiten und Vorteile der verformungsbasierten Denkweise, ihre Anwendung und konstruktive Umsetzung aufgezeigt.

Deformation based analysis of structures - a global perspective.
Large Deformations induce redistributions of load in global structures; new lines of load transfer are activated enhancing the ability of the structure to resist loads. A precondition for favorable global structural behavior is adequate detailing providing sufficient ductility. The analysis of global structural behavior often requires deformation based methods able to assess load redistribution and local behavior.
This paper gives a short overview on the deformation based approach as basis for design of efficient global structural systems and their structural analysis. Some examples show the potential and advantages of a deformation based approach, its application and implementation by adequate detailing.

Die Neufassung der deutschen Erdbebennorm DIN 4149:2005 “Bauten in deutschen Erdbebengebieten” ist im April 2005 im Weißdruck erschienen. In der Neufassung wird die seismische Einwirkung durch ein elastisches Antwortspektrum beschrieben, das auf Grundlage einer neuen Erdbebenzonierung und der spezifischen Untergrundverhältnisse am Standort bestimmt wird. Das Bemessungsspektrum wird aus diesem elastischen Antwortspektrum durch Abminderung mit einem materialspezifischen Verhaltensbeiwert q bestimmt, der die dissipativen Eigenschaften des Tragwerks berücksichtigt. Dieses Vorgehen kann bei Mauerwerksbauten in den Erdbebenzonen 2 und 3 dazu führen, daß unbewehrte Mauerwerksbauten mit typischen Grundrißformen nicht mehr nachweisbar sind. Gründe hierfür liegen in den höheren Erdbebenlasten gegenüber der alten DIN 4149 und in der pauschalen Festlegung eines Verhaltensbeiwertes von q = 1,5 für unbewehrtes Mauerwerk. Diese pauschale Festlegung vereinfacht die weitere kraftbasierte Berechnung, berücksichtigt jedoch nicht die bauwerksspezifischen Eigenschaften und ist daher in den meisten Fällen zu konservativ.
Im vorliegenden Beitrag wird zur Lösung der beschriebenen Problematik ein neues verformungsbasiertes Nachweisverfahren für Mauerwerk auf Grundlage der Kapazitätsspektrum-Methode vorgestellt. Dieses Verfahren nutzt die Tragwerksreserven von Mauerwerksbauten durch die Berücksichtigung aller wesentlichen bauwerksspezifischen Eigenschaften besser aus, so daß auch zukünftig die Mehrzahl der sich in der Praxis bewährten Mauerwerksbauten in den Erdbebenzonen 2 und 3 nachweisbar bleibt. Das Verfahren kann für den praktischen Einsatz sehr gut programmtechnisch umgesetzt werden, so daß der Berechnungsaufwand für den Tragwerksplaner minimiert wird. Auf diese Weise bleibt die Verwendung von Mauerwerk in höheren Erdbebenzonen weiter konkurrenzfähig.

Bodenparameter beziehen sich immer auf ein bestimmtes Stoffgesetz. Die Anwendung elastisch-idealplastischer Stoffgesetze verlangt bei den meisten kommerziellen FE-Programmen die Bestimmung einer großen Anzahl von Stoffparametern, da die Steifemodule und Reibungswinkel von Druck und Dichte abhängen. Dagegen kommt das hypoplastische Stoffgesetz mit nur wenigen Parametern aus, die druck- und dichteunabhängig sind und mit granulometrischen Eigenschaften eng zusammenhängen. Die Bestimmung der hypoplastischen Parameter wird für Berliner Sand durchgeführt, und es wird gezeigt, wie konventionelle Steifigkeits- und Festigkeitsgrößen mit Hilfe des hypoplastischen Stoffgesetzes berechnet werden können. Die anschließende FE-Berechnung einer einfach verankerten Baugrube in Berlin wird mit dem Mohr-Coulombschen Stoffgesetz und mit aus der Hypoplastizität bestimmten Bodenparametern durchgeführt. Die Rechenergebnisse weisen eine gute Übereinstimmung mit gemessenen Werten auf. Es werden jedoch gleichzeitig die Grenzen einer solchen Vorgehensweise genannt, und der Bedarf umfassender Stoffgesetze in komplexeren Randwertproblemen wird betont.

Die Berechnung der Verformungen von schubbeanspruchten Mauerwerksscheiben basiert bisher auf empirischen Beziehungen, welche je nach Ansatz Streuungen in den Ergebnissen aufweisen und Interpretationsspielraum offen lassen.
Um diesen Umstand zu verbessern, wird im vorliegenden Artikel das Last-Verformungsverhalten von unbewehrten Mauerwerksscheiben mithilfe des aus dem Stahlbeton bekannten klassischen Druckfeldmodells beschrieben. Als Grundlage wird ein geeignetes Stoffgesetz für Mauerwerk entwickelt, welches die inhomogenen und anisotropen Eigenschaften von Mauerwerk berücksichtigt und die auf der Plastizitätstheorie basierenden Bruchbedingungen zur Bestimmung der Bruchlast verwendet.
Zur Verifizierung des Modells werden ausgewählte Mauerwerksscheibenversuche aus der Literatur bezüglich ihres effektiven Kraft-Verformungsverhaltens nachgerechnet. Es wird gezeigt, dass eine nicht auf empirischen Formeln beruhende Beurteilung des Verformungsvermögens von Mauerwerk möglich ist.

Deformation calculation of masonry walls: Application of the compression field theory on Masonry.
To calculate the thereby necessary deformations of masonry walls under normal force and shear, empirical relations are available. Depending on the approach, they exhibit scattering in their results and leave much room for interpretation open.
In order to amend this, this paper describes the load deformation behaviour of non-reinforced masonry walls by means of the original compression field model, which is familiar from reinforced concrete. As a basis, it develops a material law for masonry, which takes into account its anisotropic and inhomogeneous properties, and employs fracture conditions, which are based on the theory of plasticity, in order to determine its strength.
To verify this model, selected masonry slab tests from the literature are recalculated with respect to their actual force-deflection behaviour. It is shown that it is possible to evaluate the deformation capacity of masonry without depending on empirical formulas.

Im vorliegenden Aufsatz wird das grundlegende Vorgehen zur Berechnung der Durchbiegung im gerissenen Zustand inklusive Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden vorgestellt. Dabei werden aufbauend auf den Vorgaben des EC2 verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Genauigkeitsniveaus für Balken und einachsig gespannte Platten erläutert. Für einfache Systeme können diese Verfahren auch von Hand durchgeführt werden und bieten dabei ein hohes Maß an Kontrolle über den Rechenablauf. Anschließend wird die Ermittlung der Schwindverformungen genauer betrachtet, welche nur mit hohem Rechenaufwand durchgeführt werden kann. Für eine Auswahl von Systemen können Diagramme mit Multiplikationsfaktoren hergeleitet werden, welche die Berechnung stark vereinfachen. Des Weiteren wird auf die Verformungsberechnung im Zustand II für Plattentragwerke eingegangen. Dabei werden sowohl die Berechnung mit FE-Plattenprogrammen, welche oftmals entsprechende Funktionen anbieten, als auch vereinfachte manuelle Verfahren vorgestellt. Die Grundlagen der Rissbildung lassen sich von Stabtragwerken auf Platten übertragen, allerdings entstehen dabei neue Fragestellungen, wie beispielsweise zum Vorgehen bei der Steifigkeitsabminderung oder zum Einfluss der Schnittgrößenumlagerung infolge Rissbildung. In diesem Bereich besteht daher noch Forschungsbedarf.

Calculation of the deflection of reinforced concrete members - general procedures for slabs and beams
This paper introduces the fundamental procedures to calculate the deflection in the cracked state taking into account creep and shrinkage. A range of different methods with various degrees of accuracy is presented for beams and one-way slabs, based on the guidelines of EC2. For simple systems these methods can also be used for hand calculations, permitting a high degree of control over the procedure. Subsequently, the usually rather complex calculation of deflections caused by the shrinkage of the concrete is considered in more detail. For a selection of systems, diagrams containing coefficients for a more efficient estimation of shrinkage deflections can be derived. Furthermore, the cracked state deflection of concrete slabs is addressed more closely. It can be calculated with the help of suitable finite element programs or using simplified manual procedures. The basic principles can be transferred from the previously considered beam structures. However, other influence factors have to be addressed, such as the procedure to reduce the flexural stiffness and the redistribution of the internal forces caused by cracking.

Aufgrund der vergleichsweise großen Schlankheit niedriger Verbundträger wird bei diesen Trägern in sehr vielen Fällen die Einhaltung von Verformungsgrenzwerten querschnittsbestimmend. Das Verformungsverhalten dieser Träger wird dabei wesentlich durch die große Biegesteifigkeit des Betongurts und dessen Rissbildung bestimmt. Einer der maßgebenden Einflüsse auf die rechnerischen Verformungen ist die mittragende Breite des Betongurts.
Neue Untersuchungen, die das Verformungsverhalten niedriger Verbundträger unter Berücksichtigung der Biegetragwirkung und Rissbildung des Betongurts betrachten, zeigen unter anderem, dass für die Spannungs- und die Verformungsberechnung unterschiedliche Werte der mittragenden Breite anzusetzen sind. Anhand umfangreicher experimenteller, analytischer und numerischer Untersuchungen konnten die Einflüsse auf die mittragende Breite analysiert werden. Auf Basis der Ergebnisse einer ausführlichen Parameterstudie wird ein Berechnungsansatz für die verformungsbezogene mittragende Breite entwickelt und ein Vorschlag zur quasi-elastischen Verformungsberechnung niedriger Verbundträger gemacht. Es zeigt sich, dass die verformungsbezogene mittragende Breite im Besonderen von der Biegetragwirkung des Betongurts, dessen Rissbildung, dem Verhältnis von Gurtbreite zu Trägerlänge, der Steifigkeitsverteilung im Verbundträger und der Belastungshöhe abhängt.
Mit dem entwickelten Berechungsansatz sind eine realistische Verformungsberechnung und eine wirtschaftliche Dimensionierung niedriger Verbundträger möglich.

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Zur Beurteilung der Rißsicherheit wurden die maßgebenden Kenngrößen wie Schwinden, Kriechen, Zugfestigkeit, Zug-E-Modul und die Haftscherfestigkeit untersucht.

Der zutreffenden Beschreibung des Verformungsvermögens von Bauteilen aus Stahlbeton und Spannbeton ist immer mehr Bedeutung beizumessen, da künftig nichtlineare Berechnungsverfahren verstärkt in der Praxis Anwendung finden werden. Dieser Beitrag behandelt die Untersuchung der Verformungsfähigkeit der Betonbiegedruckzone. Das Biegedruckzonen (BDZ) Modell wurde zur Beschreibung des Belastungs-Verformungs-Verhaltens der Biegedruckzone für den querkraftfreien Bereich eines Balkens unter Vier-Punkt-Biegebeanspruchung entwickelt. Dieses Modell berücksichtigt sowohl den Effekt der Lokalisierung, die Ausbildung einer Schadenszone nach Überschreiten der Höchstlast im abfallenden Ast der Last-Verformungs-Kurve, als auch den Einfluß der Querbewehrung auf die Erhöhung der Verformungskapazität der Biegedruckzone. Aus diesem Modell wurden Spannungs-Dehnungs-Linien für unterschiedliche Betonfestigkeiten, Abmessungen der Biegedruckzome sowie Querbewehrungsgrade abgeleitet. So kann bei Durchführung nichtlinearer Tragwerksberechnungen das Verhalten der Biegedruckzone schon auf der Ebene der Werkstoffgesetze vorab berücksichtigt werden.

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Für besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise Stauchschichten im Tunnelbau, liegen bereits erste Ansätze für Mörtel und Betone vor, die durch ein ausgeprägtes plastisches Stauchvermögen charakterisiert sind. Der vorliegende Beitrag beschreibt Versuche zum Stauchverhalten unter Querdehnungsbehinderung von stark porosierten Betonen mit geringer Druckfestigkeit (< 5 N/mm2). In die Versuche wurden Betone mit verschiedenen kompressiblen Additiven (Blähglas/EPS) und unterschiedlichen Wasserzementwerten einbezogen. Des Weiteren wurde das Verformungsverhalten sowohl unter Teilflächen- als auch Vollflächenbelastung untersucht, um unterschiedliche anwendungsbezogene Randbedingungen abzudecken. Auf Grundlage der ermittelten Spannungs-Verformungskurven sowie Gefügeuntersuchungen von Proben vor und nach den Stauchversuchen konnten wesentliche Erkenntnisse zum Stauchverhalten der Betone gewonnen sowie material- und versuchstechnische Einflussfaktoren identifiziert werden.

Deformation behavior of concretes with high plastic compressibility
For special applications, for example compressible layers in tunnel constructions, there are already initial approaches for mortars and concretes, which are characterized by a high plastic compressibility. This paper describes experiments on the compressive behavior of highly porous concretes with low compressive strength (< 5 N/mm2) under transverse strain constraint. Concretes with different compressible additives (expanded glass / EPS) and various water-cement ratios were considered in the tests. Furthermore, the deformation behavior under both partial- and full-area loading was investigated in order to cover different application-related boundary conditions. On the basis of the determined stress-deformation curves as well as investigations on the structure of specimens before and after the compression tests essential findings on the compressive behavior of the concretes could be gained and material- and test-related parameters could be identified.