Fatigue design according to CEB-FIP Model Code 90 is limited to concrete grades up to C80. In addition, the design rules include a strength-dependent reduction in the fatigue reference strength, which leads to uneconomical design of high-strength concrete. Considering comprehensive knowledge now available concerning the fatigue behaviour of normal-strength and high-strength concretes, the amount of this reduction can no longer be justified. A new design model for compressive fatigue loading and its derivation is presented in this article. A comparison between the new design model and the current standard ones reveals that the new design model ensures safe and economical design of normal-strength, high-strength and ultra-high-strength concrete. This new design model is included in the new fib Model Code 2010.

This paper presents a procedure for designing precast tunnel segments for mechanically excavated tunnel linings in fibre-reinforced concrete, without any traditional steel reinforcement. Both ultimate and serviceability limit states are considered as well as structural checks at different construction stages of the segment, including demoulding, positioning on floor, storage, transportation, handling and the final stage concerning the loads due to the ground pressure.
The structural checks are performed by means of bending moment-axial force interaction envelopes for both the considered limit states, once the constitutive relationship of the material is defined for each stage. Traditional interaction envelopes are drawn for the ultimate limit state check, whereas for the serviceability limit state check, envelopes obtained by limiting the maximum crack opening and maximum concrete compressive stress are proposed. The shear action is also accounted for by reducing the bending moment-axial force envelope. The possibility of having the assistance of a test procedure for particular loading situations is also proposed. Finally, a case study related to a precast steel fibre-reinforced concrete segment is analysed in order to clarify the procedure and show, practically, how to define the actions and evaluate the interaction envelopes.

Interface shear transfer between differently aged concretes is a topic that crops up frequently and in different situations in structural design. In the fib Model Code for Concrete Structures 2010 the fundamental basics of concrete-to-concrete load transfer are given in section 6.3 and the corresponding design rules in 7.3.3.6. The different potential mechanisms contributing to the shear resistance along the interface, i.e. adhesive bond, aggregate interlock, friction and dowel action, are thus combined and their relationship taken into account by interaction factors. This article summarizes the most important results from past and ongoing studies and presents the background to the theory forming the design basis of fib Model Code 2010, the “extended shear friction theory” (ESF).

A concrete interface is a material discontinuity that requires special care with respect to structural design and assessment. Therefore, the definition of design expressions based on experimental testing data must ensure the necessary reliability depending on the type of structure and its use. The present work describes a new proposal for the design of concrete interfaces subjected to shear loading for different roughness profile types. The proposal is characterized by three linear branches (for monotonic loading) and an S-N curve (for cyclic loading) and is the result of a parametric analysis of existing experimental data (obtained by the authors and also from an extensive literature search) based on statistical and probabilistic methods. Design expressions were defined in order to minimize the dispersion and variability of the safety factor values for each experimental test considered and also to assure that those values are within a target range (defined according to reliability considerations). These improvements became clearer when the new proposal was compared with the most common design code recommendations.

EN 1992 [1] is currently under revision. In that context it is justified to pass a critical eye over the standard, particularly if the models and resistance functions for the ultimate limit state comply with results from tests. The present contribution is limited to S&T models. The results of the analysis will primarily have relevance to corbels; however, some conclusions are general and should be considered when choosing the mathematical model for any S&T model. Ref. [1] is not sufficiently detailed to provide a basis for the complete design of, for example, corbels. The European Concrete Platform [2], which contains worked examples, has been prepared in accordance with and to support [1].
The two topics dealt with are 1) selection of the main model, and 2) details and use of the S&T model in [1] and [2], and particularly its ability to predict results from tests. The tests for the analysis are taken from a thorough study described in [3]. To evaluate results from using [1] and [2], a concept for the design of corbels suggested earlier has been used to calculate the same tests [4].
It will be claimed that the models in [1] and [2] and their ability to predict the outcome of tests have some flaws compared with calculations according to [4]. The detailed calculations are given in annexes, i.e. Part 1 for design according to [1] and [2] and Part 2 for design according to [4]. The annexes as well as [4] can be obtained from the publisher or the author.

Die Bemessungsansätze und die Konstruktionsregeln für den Nachweis gegen Durchstanzen von Stahlbeton-Flachdecken unterscheiden sich deutlich voneinander. Die Querkrafttragfähigkeit, die gemeinsame Tragfähigkeit von Beton und Schubbewehrung und die daran geknüpfte baulilche Durchbildung werden für vier europäische und zwei nordamerikanische Normen sowie den CEB-FIP Model Code gegenübergestellt. Am Beispiel einer Flachdecke eines Bürogebäudes mit üblichen Abmessungen wird gezeigt, welche Möglichkeiten und Grenzen die Normen im einzelnen bieten und welche baupraktischen Konsequenzen die neue DIN 1045-1 und der EC 2 haben werden.

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 2 in Deutschland wurde die Durchstanzbemessung von Fundamenten und Bodenplatten neu geregelt. Für die Bemessung der Durchstanzbewehrung wird im Eurocode 2 unabhängig vom Bauteil ein 33°-Fachwerk mit konstantem Betontraganteil vorgeschlagen. Aufgrund von Sicherheitsbedenken wurde im Deutschen Anhang zum Eurocode 2 (EC2+NA(D)) davon abweichend ein Aufhängefachwerk ohne Betontraganteil für die Bemessung der Durchstanzbewehrung in Fundamenten und Bodenplatten eingeführt. Während zur Bewertung der Bemessungsgleichungen für die Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit von Fundamenten ohne Durchstanzbewehrung bzw. der maximalen Durchstanztragfähigkeit verschiedene Versuchsergebnisse vorliegen, fehlen bislang systematische Versuchsreihen an Fundamenten mit einem Durchstanzversagen innerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs (Bemessung der Durchstanzbewehrung).
Zur systematischen Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Fundamenten mit Bügeln als Durchstanzbewehrung wurden insgesamt drei Versuchsserien (elf Versuche) mit variierendem Durchstanzbewehrungsgrad durchgeführt. Dabei erfolgte die Variation der Durchstanzbewehrungsmenge über den Bügeldurchmesser. Weitere untersuchte Einflussparameter waren die Schubschlankheit und die statische Nutzhöhe. Im vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche vorgestellt und die Versuchsergebnisse diskutiert. Durch den Vergleich der experimentell ermittelten Bruchlasten mit den rechnerischen Durchstanztragfähigkeiten nach Eurocode 2 und EC2+NA(D) können die bestehenden normativen Regeln bewertet werden. Darüber hinaus werden die Bemessungsregeln nach Model Code 2010 in die Bewertung mit einbezogen.

Punching strength of footings with varying shear reinforcement ratios
With the introduction of Eurocode 2 in Germany, the punching shear design provisions of footings and ground slabs were revised. According to Eurocode 2, the design of the shear reinforcement is performed by means of a design model considering a strut inclination of 33° and a constant contribution of concrete. Due to safety related concerns, in German Annex to Eurocode 2 (EC2+NA(D)), a different concept was introduced. In this context, the design of the shear reinforcement in footings and ground slabs is conducted without consideration of a concrete contribution. Various test series on reinforced concrete footings without shear reinforcement and with high amounts of shear reinforcement are available and can be used for the evaluation of the current provisions. Nevertheless, the evaluation of the code equations for the design of the shear reinforcement (failure inside the shear-reinforced zone) is still not possible since systematic test series on footings with a varying amount of shear reinforcement have not yet been conducted.
To investigate the punching shear behavior of reinforced concrete footings with stirrups as shear reinforcement, three systematic test series (eleven specimens) with varying shear reinforcement ratios were performed. In the tests, the shear reinforcement ratio was varied by changing the stirrup diameter only. Further investigated influences were the shear span-depth ratio and the effective depth. In this paper, the results of the tests are discussed and compared to the predictions according to Eurocode 2 and EC2+NA(D). Moreover, the punching design provisions according to Model Code 2010 are evaluated.

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 2 in Deutschland wurde die Durchstanzbemessung von Flachdecken neu geregelt. Seitdem ergibt sich die Durchstanztragfähigkeit mit Durchstanzbewehrung aus der Summe eines konstanten Betontraganteils und eines Stahltraganteils, der unabhängig vom Bauteil aus einem 33°-Fachwerk resultiert. Für die Berechnung des Stahltraganteils wird gemäß Eurocode 2 eine reduzierte Stahlfestigkeit in Abhängigkeit von der statischen Nutzhöhe angesetzt, wodurch die Verankerungsqualität der Durchstanzbewehrung berücksichtigt wird. Auf Basis einer Datenbankauswertung und eines Vergleichs des Sicherheitsniveaus mit der damaligen DIN 1045-1 wurden im Deutschen Anhang zum Eurocode 2 (EC2+NA(D)) zusätzliche Erhöhungsfaktoren für die ersten beiden Durchstanzbewehrungsreihen ergänzt, die nahezu zu einer Verdopplung der Durchstanzbewehrungsmenge führen. Während zur Bewertung der Bemessungsgleichungen für die Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung und auf dem Niveau der maximalen Durchstanztragfähigkeit zahlreiche Versuchsergebnisse vorliegen, sind bislang nur sehr wenige Versuchsreihen an Flachdeckenausschnitten mit einem Durchstanzversagen innerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs vorhanden.
Zur systematischen Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Flachdecken mit Bügeln als Durchstanzbewehrung wurden daher insgesamt drei Versuchsserien mit variierenden Durchstanzbewehrungsgraden durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasste drei Referenzversuche ohne Durchstanzbewehrung und acht Versuchskörper mit geringen und mittleren Durchstanzbewehrungsgraden. Dabei erfolgte die Variation der Durchstanzbewehrungsmenge jeweils ausschließlich über den Bügeldurchmesser. Weitere untersuchte Einflussparameter waren die Schubschlankheit und die statische Nutzhöhe. Im vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche vorgestellt und die Versuchsergebnisse diskutiert. Durch den Vergleich der experimentell ermittelten Bruchlasten mit den rechnerischen Durchstanztragfähigkeiten nach Eurocode 2 und EC2+NA(D) können die bestehenden normativen Regeln bewertet werden. Darüber hinaus werden die Bemessungsregeln nach Model Code 2010 in die Bewertung mit einbezogen.

Punching strength of flat slabs with varying shear reinforcement ratios
With the introduction of Eurocode 2 in Germany, the punching shear design provisions of flat slabs were revised. Since then, the punching shear strength with shear reinforcement is calculated from the combination of a constant concrete contribution and a steel contribution, which results from a strut inclination of 33°. Besides, a reduced steel strength depending on the effective depth of the flat slab is assumed for the calculation of the steel contribution to consider the anchorage conditions of the shear reinforcement elements. Due to a database analysis and an evaluation of the level of safety compared to the former DIN 1045-1, additional factors have been implemented in German Annex to Eurocode 2 (EC2+NA(D)) for the first and second row of shear reinforcement leading to almost twice the amount of required shear reinforcement. Various test series on reinforced concrete flat slabs without shear reinforcement and with high amounts of shear reinforcement are available and can be used for the evaluation of the current provisions. Nevertheless, the evaluation of the code equations for the design of the shear reinforcement (failure inside the shear-reinforced zone) is still not possible since only very few systematic punching tests with a varying amount of shear reinforcement have been conducted.
To investigate the punching shear behavior of reinforced concrete flat slabs with stirrups as shear reinforcement, three systematic test series (eleven specimens) with varying shear reinforcement ratios were performed. Each test series included one reference test without shear reinforcement. In the tests, the shear reinforcement ratio was varied by changing the stirrup diameter only. Further investigated influences were the shear span-depth ratio and the effective depth. In this paper, the results of the tests are presented, discussed and compared to the predictions according to Eurocode 2 and EC2+NA(D). Moreover, the punching design provisions according to Model Code 2010 are evaluated.

When it comes to dynamically loaded concrete structures, determining the real degree of fatigue damage of a structure on site is a very demanding process that has not been explored in depth. Calculation concepts according to current codes and specifications (e.g. fib Model Code for Concrete Structures 2010 [1]) do not offer efficient results for this task. However, the permanent monitoring from the erection of a structure up to the end of its lifetime is seen as a very promising possibility for assessing the degree of damage constantly. This article takes a closer look at the concrete fatigue concept of fib Model Code 2010 [1], shows an FE simulation of a time-dependent fatigue process for an offshore wind turbine foundation and presents a fatigue monitoring concept including laboratory tests, which enables the detection of the real degree of deterioration in a concrete structure. During tests, the use of ultrasound was identified as the most appropriate method. Measuring wave velocity enables the determination of the dynamic E-modulus, which correlates to the degree of damage within the cross-section of the structure considered.

Die Auswertung zahlreicher mehraxialer Versuche hat ergeben, dass die auftretenden Versagensmechanismen unter mehraxialer Beanspruchung für alle Betonarten prinzipiell gleich sind. Dies gilt sowohl für Normal- bis ultrahochfesten Beton, für Leichtbeton als auch für Faserbeton. Das vorgestellte Bruchkriterium orientiert sich an diesen Versagensarten und wird über eine entsprechende Kalibrierung an das Verhalten des jeweiligen Betons angepasst. Im Zuge der Aktualisierung des CEB-FIP Model Codes 90 wird es Einzug in die Bemessungsvorschriften finden.

A Unified Multiaxial Fracture Criterion for all Concretes
The evaluation of numerous multiaxial tests has shown that the occurring failure mechanisms under a multiaxial load are basically the same for all types of concrete. This is true for normal to ultra high performance concrete, lightweight concrete, as well as for fibre concrete. The presented fracture criterion is based on these failure types and is adjusted by a corresponding calibration to the behaviour of each concrete. In the course of the upgrade of the CEB-FIP Model Code 90, it will find entry into the dimensioning specification.

Im Mittelpunkt des Beitrages stehen nichtlineare Materialmodelle, die das globale Tragverhalten von Stahlverbundstrukturen wiedergeben. Ein Vorteil ist dabei, daß die Anzahl der Materialparameter gering gehalten werden kann und diese zudem über Normen wie DIN 18800, EC2 und EC4 oder anhand des CEB-FIP Model Code bestimmt werden können. Die Materialmodelle der drei Querschnittskomponenten Stahlbeton, Stahl und der Verbundmittel berücksichtigen ein ver-/entfestigendes Materialverhalten. Eine erste Phase sieht die Anwendung dieser Materialmodelle innerhalb zweidimensionaler Finiter Elemente vor; typische Stahlverbundträger, bestehend aus Stahlbetonplatten als Gurtplatte auf Stahlträgern, verbunden durch Kopfbolzendübel, werden simuliert. In weiterführenden Arbeiten können diese Materialmodelle problemlos auf dreidimensionale Finite Elemente übertragen werden.

Experimentell ermittelte Bruchlastwechselzahlen druckschwellbeanspruchter Betone weisen im Allgemeinen große Streuungen auf. Als Hauptursache wird die Streuung der tatsächlichen Probekörperdruckfestigkeit vermutet, da die im Ermüdungsversuch aufgebrachten Ober- und Unterspannungen stets auf die mittlere Druckfestigkeit bezogen werden. Demnach versagen Probekörper, die tatsächlich höhere Druckfestigkeiten besitzen, bei höheren Lastwechselzahlen als Probekörper mit geringeren tatsächlichen Druckfestigkeiten. Um diese Vermutung zu überprüfen, wird im folgenden Artikel ein Konzept zur stochastischen Berücksichtigung der Druckfestigkeitsstreuung bei der Herleitung von Versuchswöhlerkurven präsentiert. Das Konzept wird auf Grundlage umfangreicher Ermüdungsuntersuchungen an Betonen der Festigkeitsklassen C100/115 und C80/95 für Windenergieanlagentürme erarbeitet und führt in den durchgeführten Untersuchungen zu nahezu glatten streuungsbereinigten Versuchswöhlerkurven. Das deutet darauf hin, dass die ursprüngliche, in den Wöhlerkurven inhärente Streuung tatsächlich allein auf die Streuung der Druckfestigkeit innerhalb der untersuchten Betonchargen zurückgeführt werden kann. Die Anwendung dieses Konzepts grenzt sich zunächst auf die Randbedingungen ein, unter denen die experimentellen Untersuchungen durchgeführt wurden. In ergänzenden Untersuchungen werden die unter Betrieb herrschenden Feuchte-, Temperatur- und Frequenzbedingungen in einem Windenergieanlagenturm beleuchtet und mit den Bedingungen verglichen, unter denen die Laborergebnisse erzielt wurden. Abschließend wird für die untersuchten Betone ein Bemessungskonzept formuliert, welches die Anwendung der Wöhlerkurven gemäß fib Model Code 2010, inklusive einer angepassten Formulierung für die Bemessungsdruckfestigkeit bei Ermüdungsbeanspruchungen fcd,fat, empfiehlt.

Influence of compressive strength scatter on the fatigue resistance of concrete under compression
Experimentally determined load cycles to failure of concrete specimens under compression generally show a large scatter. The main cause is assumed to be the scatter of the real compressive strength, since the upper and lower stresses applied in the fatigue test are always related to the average compressive strength. Accordingly, specimens that really have higher compressive strengths fail at higher numbers of load cycles than specimens with lower real compressive strengths. In order to verify this assumption, the following article presents a concept for the stochastic consideration of compressive strength scatter in the derivation of S-N curves from tests. The concept is developed on the basis of extensive fatigue investigations on concrete of strength classes C100/115 and C80/95 for wind turbine towers and leads to almost smooth, scatter-corrected S-N curves. This indicates that the original scatter inherent in the S-N curves can be explained by the scatter of the compressive strength. The application of this concept is limited to the boundary conditions under which the experimental investigations were carried out. In supplementary investigations, the prevailing humidity, temperature and frequency conditions in a wind turbine tower during operation are investigated and compared with the conditions under which the laboratory results were obtained. Finally, a design concept is formulated for the investigated concretes, which recommends the application of the S-N curves according to fib Model Code 2010 including an adapted formulation for the design compressive strength at fatigue loads fcd,fat.

Rissbreiten in Stahlbetonbauteilen vergrößern sich unter Langzeitbeanspruchung durch das zeitabhängige Materialverhalten des Betons. Während viele Rissbreitenansätze das Betonschwinden bei der Rissbreitenberechnung vernachlässigen, zeigen Untersuchungen in der Literatur, dass Schwinddehnungen bei der Rissbreitenberechnung berücksichtigt werden sollten. Um die einzelnen Effekte aus Schwinden, Verbund- und Betonkriechen auf das Rissbild einzuordnen, wurden die verschiedenen Anteile unter einer Lastbeanspruchung analysiert. Hierzu wurde im abgeschlossenen Rissbild eine Parameteranalyse mit einem an experimentellen Versuchen validierten rheologischen Modell durchgeführt und der Anteil des Betonschwindens an der Rissbreitenvergrößerung festgestellt. Ein Vergleich mit dem Rissbreitenansatz des Model Code 2010 zeigt, dass der Ansatz des Model Code 2010 potenziell gut geeignet ist, zeitabhängige Effekte wirklichkeitsnah abzubilden, diese allerdings überschätzt. Aus diesem Grund wurde der Ansatz modifiziert, sodass in einem weiteren Vergleich sehr gute Ergebnisse erzielt wurden, ohne die in der Praxis etablierte Rissbreitenformel grundlegend zu verändern.

Influence of concrete shrinkage on crack widths in reinforced concrete members under direct loading
Under long-term loading, crack widths in reinforced concrete members increase due to the time-dependent material behaviour of concrete. While many crack width approaches neglect shrinkage in crack width calculations, investigations in the literature indicate that shrinkage strains should be taken into account for crack width calculation. In order to classify the individual effects of shrinkage, bond creep and concrete creep on the crack pattern, they were analysed separately under direct loading. For this purpose, a parameter analysis was performed in the stabilized cracking stage with a rheological model validated by experimental tests to determine the proportion of concrete shrinkage on crack width increase. A comparison with the crack width approach of Model Code 2010 shows that the approach of Model Code 2010 is potentially well suited to describe time-dependent effects realistically, but overestimates them. For this reason, the approach was modified without fundamentally changing the established crack width formula. With that modification, very good results were achieved in a further comparison.

Beton ist eines der wichtigsten Baumaterialien in der modernen Ingenieurspraxis und findet sein Anwendungsgebiet im Brückenbau, Hochbau und Grundbau. Beton ist ein Material, welches sein Verhalten im Laufe der Zeit in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen verändert. Besonders Verformungen, die durch Kriech- und Schwindprozesse hervorgerufen werden, spielen eine wichtige Rolle in der Bemessung von Betonstrukturen - vor allem im Hinblick auf die Gebrauchstauglichkeit. Bereits in den ersten Bemessungsnormen für Betonstrukturen gab es Regelungen hinsichtlich der Berücksichtigung dieser Einflüsse. Zu Beginn wurden die Verformungen mit einem äquivalenten Temperaturgradienten berücksichtigt. Erst mit der Herausgabe der Spannbetonnormen wurden entsprechende Kriech- und Schwindmodelle vorgeschlagen und bis hin zur heute gängigen Praxis weiterentwickelt. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein Überblick über die historische Entwicklung dieser Modelle bis zu den heute geltenden Eurocode 2 und fib Model Code-Richtlinien gegeben. Im zweiten Teil wird eine Sensitivitätsanalyse der Eingangsparameter der aktuellen Modelle präsentiert, gefolgt von einem Anwendungsbeispiel, in dem die Unterschiede der verschiedenen Modelle auf Basis einer Durchbiegungsberechnung veranschaulicht werden.

Evolution of creep and shrinkage models for concrete structures in Austria and Germany - Evaluation of the current models regarding the sensitivity of the input parameter
Concrete is one of the most important materials in civil engineering structures and finds its application in the building of bridges, ground engineering and building construction. As widely known, concrete is a material which changes its behavior with time in dependency of the environmental conditions. Especially the long-term deformations caused by creep and shrinkage processes are of great interest regarding the durability and sustainability of infrastructures. Early versions of design codes gave some guidelines on how to treat deformations caused by these sources. In the beginning, these deformations were taken into account by an additional temperature drop. The first sophisticated approaches on how to deal with these long-term processes were published in the standards for prestressed concrete structures. These early models were updated and improved to today's prevailing documents such as the Eurocode 2 and the fib Model Code. The first part of this paper gives an overview of the historical development of creep and shrinkage models in Austria and Germany until today's guidelines. The second part presents a sensitivity study of the current models regarding the input parameters for some given scenarios. Lastly, the differences between the models are highlighted based on an application example taken from literature.

Der Ermüdungsnachweis nach CEB-FIP Model Code 90 ist auf Betone bis zu der Festigkeitsklasse C120 beschränkt. Gleichzeitig beinhaltet dieser Nachweis eine festigkeitsabhängige Reduktion der Druckfestigkeit unter Ermüdungsbeanspruchung, die bereits für hochfeste Betone zu einer unwirtschaftlichen Bemessung führt. In Anbetracht der mittlerweile vorliegenden umfangreichen Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten normalfester und hochfester Betone ist die Größe dieser Abminderung als nicht mehr gerechtfertigt einzustufen. Im vorliegenden Beitrag wird ein neu entwickeltes Ermüdungsbemessungsmodell vorgestellt, welches eine wirtschaftliche und sichere Bemessung von normalfesten, hochfesten und ultrahochfesten Betonen im Grenzzustand der Ermüdung ermöglicht. Der neue Bemessungsansatz wurde in das Bemessungskonzept des CEB-FIP Model Code 90 integriert, so dass eine einfache Anwendung möglich ist.

Design model for the fatigue behaviour of normal strength, high strength and ultra-high strength concrete
Fatigue design according to CEB-FIP Model Code 90 is limited to concrete grades of up to C120. In addition, the design rules include a strength dependent reduction of the fatigue reference strength, which leads to uneconomical design of high strength concretes. Considering today's existing comprehensive knowledge regarding the fatigue behaviour of normal strength and high strength concretes, the size of this reduction is no more justifiable. In this article, a newly developed design model for fatigue is presented, which enables an economic and safe design of normal strength, high strength and ultra-high strength concretes based on fatigue limit state. This new design approach is integrated into the design concept of the CEB-FIP Model Code 90, thereby guaranteeing a simpler application.

Die aktuellen Entwicklungen in der Windenergiebranche führen zu Windenergieanlagen mit immer höherer Leistungsfähigkeit. Als Konsequenz aus dieser Entwicklung steigen mit der Leistungsfähigkeit der Anlagen auch die Beanspruchungen der Konstruktion. Hochleistungsbetone mit selbstverdichtenden Eigenschaften werden in Windenergieanlagen schon seit einiger Zeit zur Herstellung von Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen verwendet. Darüber hinaus werden derzeit aufgelöste Gründungskonstruktionen und Türme aus Spannbeton, für die hochfester Beton eingesetzt wird, entwickelt. Diese Hochleistungsbetone sind für den Grenzzustand der Ermüdung zu bemessen, was zukünftig nach fib-Model Code 2010 erfolgen wird. Dieser enthält ein geändertes Ermüdungsbemessungsmodell für Beton, das auch für hochfeste Betone zu sicheren und wirtschaftlichen Bemessungsergebnissen führt. Am Institut für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover wird seit Jahren das Ermüdungsverhalten von Hochleistungsbetonen untersucht. Darüber hinaus wird auch der Einfluss von Stahlfasern auf das Ermüdungsverhalten von Hochleistungsbetonen erforscht. In diesem Beitrag werden aktuelle Forschungsergebnisse zum Ermüdungsverhalten verschiedener Hochleistungsbetone mit und ohne Stahlfaserverstärkung vorgestellt und darauf aufbauend der praktische Einsatz dieser Betone diskutiert. Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen werden im Kontext zum neuen Ermüdungsbemessungsmodell des fib-Model Code 2010 interpretiert.

Fatigue behaviour of high performance concretes for wind turbines
New developments in the wind energy sector will lead to wind turbines with enormous capacities. As a result, the loads of the supporting structures are also increasing. For some time now, high performance concretes with self-compacting properties have been used in wind turbines for structural connections. Furthermore, slender foundations and prestressed concrete supporting structures made out of high-strength concrete are under development. In future, fatigue design of these high performance concretes is to be done according to the new fib-Model Code 2010. This code includes a new fatigue design model which enables a safe and economic fatigue design, even for high strength concrete. Extensive research with regard to the fatigue behaviour of different types of high performance concrete has been carried out at the Institute of Building Materials Science, Leibniz Universität Hannover. As part of these research activities, the influences of steel fibre reinforcement on the fatigue behaviour of high performance concretes are being investigated. In this paper, interim results of these investigations are presented and the potential for the practical applications of high performance concrete is discussed. The results of the conducted investigations are presented in comparison with the new fatigue design model of the fib-Model Code 2010.

Strain penetration of the longitudinal reinforcement in reinforced concrete (RC) members at the joints and/or footings results in fixed-end rotations at the member ends. Several experimental studies have shown that fixed-end rotations caused by strain penetration contribute significantly (up to 50 %) to the total displacement capacity of RC members. Hence, accurate determination of these fixed-end rotations at yielding and ultimate limit states is of primary importance when defining the structural response of RC members. The purpose of this study is to present the theoretical background to and the assumptions made for the most common relationships found in the literature for determining strain penetration-induced fixed-end rotations at yielding and ultimate. Furthermore, new simple relationships are proposed on the basis of realistic and mechanically based assumptions. Comparisons between the existing and proposed relationships demonstrate the limitations of the former. Finally, the proposed relationships are calibrated against experimental measurements of RC column specimens subjected to cyclic loading with recorded fixed-end rotations due to strain penetration in the adjacent joints and/or footings.

The present contribution focuses on a comparative study of shrinkage prediction models according to the European Standard Eurocode 2 (EC2), the recommendation by ACI committee 209 and fib Model Code for Concrete Structures 2010. The estimated ultimate drying shrinkage strains and the predicted evolution of drying shrinkage strains are compared with respective shrinkage strains measured on normal-strength concrete specimens of different sizes. For all prediction models, the estimated ultimate values are found to agree quite well with the ultimate drying shrinkage strains measured on thin concrete slices. Whereas the evolution of drying shrinkage strains measured on small concrete prisms agree quite well with the predicted values, substantial differences between code values and experimental data are encountered for larger specimen sizes.

To increase the efficiency of new structures and perform safety evaluations of existing structures, it is necessary to model and analyse the non-linear behaviour of reinforced concrete. The applicability of the safety formats in present design codes is unclear for indeterminate structures subjected to loading in several directions. The safety formats in fib Model Code 2010 have been evaluated for a reinforced concrete frame subjected to vertical and horizontal loading and the influence of load history studied. Basic reliability methods were used together with response surfaces to assess the failure probabilities and one safety format did not meet the intended safety level. The results indicate the importance of load history and it is concluded that more research is required regarding how load history influences the safety level of complex structures.

Punching tests on 13 specimens under uniform soil pressure were conducted to evaluate the punching shear behaviour of footings with practical dimensions. The test series included square footings with and without punching shear reinforcement. The dimensions of the footings varied between 1.20 × 1.20 m and 2.70 × 2.70 m and the slab thickness varied between 0.45 and 0.65 m, resulting in shear span-depth ratios a&lgr;/d between approx. 1.25 and 2.00.
In addition to the measured steel strains in the flexural reinforcement and the stirrups, the increase in the slab thickness as well as the saw-cuts were examined to investigate the internal cracking and failure characteristic. In combination with previous tests conducted at RWTH Aachen University, this test series permits a description of the effect of the main parameters on the punching shear strength of footings. These parameters are the size effect of the effective depth, the concrete compressive strength, the flexural reinforcement ratio and the punching shear reinforcement.

The fatigue behaviour of concrete is gaining new relevance against the backdrop of continuous developments in concrete construction. Modern types of concrete are achieving ever higher strengths; hence, concrete structures are becoming increasingly attractive for new fields of application such as onshore and offshore wind turbines. The fatigue of concrete has a special relevance for these cyclically loaded structures and knowledge of the number of cycles to failure is no longer sufficient for their design. There are further questions concerning strain and stiffness development and the combination of fatigue loading and maritime environmental conditions which have been investigated with new testing methods at Leibniz Universität Hannover within the scope of the “ProBeton” research project. The first results of this project, which is supported by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy, are presented here.

Fibre-reinforced polymers (FRP) in the form of externally bonded reinforcement have been used successfully in the rehabilitation of concrete structures. Although considerable data has been produced on the performance of strengthened RC structures, the reliability of strengthened structures can be significantly reduced due to the variability in the FRP properties, especially when the wet layup technique is used. In addition to this, structural engineers are concerned about the durability of FRP-strengthened structures under extreme loading conditions. Nonetheless, knowledge of the behaviour of strengthened elements under fatigue loading may be important to raise confidence in the strengthening systems. This paper presents the results of an experimental programme developed to investigate the behaviour up to failure of RC beams strengthened with high-performance carbon and aramid fibre sheets and subjected to static and cyclic loadings in terms of ultimate loads, deflections, cracking behaviour, failure modes and fatigue life by means of loading, crack width and deflection monitoring. Experimental data on fatigue life were used to validate analytical models developed for strengthened and unstrengthened beams.

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The Model Code for Concrete Structures 2010 is a recommendation for the design of structural concrete, written with the intention of giving guidance for future codes. As such, the results of the newest research and development work are used to generate recommendations for structural concrete at the level of the latest state of the art. While carrying out this exercise, areas are inevitably found where information is insufficient, thus inviting further study. This paper begins with a brief introduction to the new expertise and ideas implemented in fib Model Code 2010, followed by a treatment of areas where knowledge appeared to be insufficient or even lacking and where further research might be useful.

• fib short course in Nicosia, Cyprus: Durability and retrofitting of concrete structures
• 2011 Achievement Award for Young Engineers - Results
• Commission update: fib Commission 10, Construction
• 9th Symposium on HPC: change of venue
• Finalization of fib Model Code
• Pier Luigi Nervi workshop
• Honor to Prof. Ajdukiewicz
• HiPerMat symposium 2012
• Stockholm symposium 2012
• Short notes
• Congresses and symposia
• Acknowledgement