Die Alterung der Infrastruktur im Bereich der Wasserstraßen führt in Verbindung mit den in Norddeutschland häufig schwierigen Sichtverhältnissen unter Wasser zu massiven Aufwendungen der Betreiber bei der Inspektion, der Bewertung und der Instandsetzung der Verkehrswasserbauwerke. Das vom BMVI mit Forschungsmitteln geförderte und im Dezember 2018 gestartete Projekt 3D HydroMapper soll die Erfassung und Nutzung der 3-D-Scandaten von Bestandsbauwerken über und unter Wasser verbessern. Hierzu sollen neuartige Positionierungs- und Routingverfahren sowie eine aktive Objektausrichtung der Sensorik genutzt werden, um den Zustand von Bauwerken mit sehr hoher Präzision und Auflösung im Bereich weniger Zentimeter auch unter Wasser strukturiert zu erfassen. Erste Testergebnisse zeigen, dass mit dem 3D HydroMapper ein echter Innovationssprung möglich ist.

3D HydroMapper - digital inspection and measuring of waterway structures
The ageing infrastructure of waterways requires regular dive inspections at low sight within fluid mud. Therefore, the owners have to spend a lot of time and workforce to inspect, assess and repair the infrastructure. Within the partly funded project by the BMVI we are about to develop a Multi-Sensor-System which simultaneously measures the above and underwater port structures and therefore decreases the inspection time and reduces the service costs. To realize high precision results and high resolutions of a few centimeters an active measurement process with dynamic orientation of the sensors and an autonomous routing is developed. First tests show that the 3D HydroMapper enables highly precise and comprehensive inspections. Damages can therefore be detected over the underwater areas. The measurements can also be used to derive the structures stress level in order to estimate the remaining lifetime.

Fortsetzung aus Heft 11/2000

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Kindmann zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Üblicherweise erfolgt die Berechnung von Normalspannungen in Stäben unter der vereinfachenden Annahme, dass der Einfluss von Schubverzerrungen vernachlässigbar ist und die entsprechende Bernoulli-Hypothese bei Biegebeanspruchungen bzw. die Wagner-Hypothese bei Torsionsbeanspruchungen Gültigkeit haben. Für Querschnitte mit breiten Flanschen, wie sie beispielsweise im Brückenbau zum Einsatz kommen, ist jedoch bekannt, dass die mit der Biegung verbundenen Schubverzerrungen einen starken Einfluss auf die Verteilung der Normalspannungen haben können. Zur Erfassung des Effektes wurden mittragende Breiten definiert, die sich beispielsweise im Teil 1-5 des Eurocodes für praktische Anwendungen wiederfinden. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags wird eine numerische Herangehensweise vorgestellt, mit den Normalspannungen auf Grundlage der Stabtheorie infolge zweiachsiger Biegung und sekundärer Torsion unter Berücksichtigung des Schubverzerrungseinflusses bestimmt werden können. Grundlage stellt die Berechnung der Schubverformungen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) auf Basis einer Querschnittsdiskretisierung dar. Die Berücksichtigung von mittragenden Breiten bei der Normalspannungsberechnung ist damit nicht erforderlich.

On the computer-oriented determination of normal stresses in beams effected by shear strains.
Usually, normal stresses in beams are being determined on a simplified basis using the condition that influences of shear strains (shear lag) are negligible and the corresponding hypothesis of Bernoulli for bending as well as Wagner's hypothesis for torsion are valid. However, regarding cross sections with wide flanges it is well known that shear strains due to bending can significantly influence the normal stress distribution. For capturing the effect, effective widths have been defined, which are included in Eurocode 3 Part 1-5 for practical applications. In the present paper, a numerical approach is being presented allowing a normal stress calculation according to beam theory for biaxial bending and secondary torsion in consideration of shear strains. The basis is a calculation of shear deformations using the finite element method (FEM) with a discretization of the beam's cross section. In doing so, a consideration of effective widths for stress calculations is not necessary.

Aufgrund ihrer großen Schubsteifigkeit in Plattenebene können Sandwichelemente ihre Unterkonstruktion, z. B. Pfetten und Wandriegel, gegen seitliches Ausweichen stabilisieren. Bisher fehlen jedoch praxistaugliche Grundlagen zur Ermittlung der Schubsteifigkeit der Sandwichelemente, die es ermöglichen, den Stabilisierungseffekt rechnerisch z. B. bei der Bemessung von Pfetten zu berücksichtigen, wie es bei Trapez- und Kassettenprofilen üblich ist. Im Aufsatz wird ein Berechnungsverfahren vorgestellt, mit dem die zur Stabilisierung der Unterkonstruktion zur Verfügung stehende Schubsteifigkeit der Sandwichelemente ermittelt werden kann. Aus der Stabilisierung resultieren planmäßige zusätzliche Kräfte in den Verbindungen zwischen Sandwichelement und Unterkonstruktion. Die Ermittlung dieser Beanspruchungen wird erläutert, um eine entsprechende Bemessung der Verbindungen durchführen zu können.

Stabilization of the substructure by sandwich panels.
Because of their high in-plane shear stiffness sandwich panels can stabilize their substructure, e. g. purlins and bay rails. But until now, there is a lack of clear design rules, which allow to determine the shear stiffness and to consider the stabilizing effect in the design of the substructure, as it is common practice for trapezoidal and cassette profiles. The present paper introduces a calculation procedure to determine the shear stiffness available for stabilization. Stabilization of the substructure causes additional forces in the fastenings between sandwich panel and substructure. The determination of these forces is also explained so that the fastenings can be designed properly.

60 Jahre Krebs und Kiefer
Buchveröffentlichung anlässlich des 111. Geburtstags “Diplom-Ingenieurs”
Stahl trifft Natur - ein Turm aus Stufen

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Die Abdichtung undichter Fugen bei wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton stellt planerisch und ausführungstechnisch eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Im Regelfall handelt es sich dabei um objektspezifische Maßanfertigungen. Je nach Fugenart, Bauteilaufbau, Schadensbild, Beanspruchung und den spezifischen Gegebenheiten des Objektes kann die Abdichtung durch Injektion, Vergelung, das Aufbringen eines streifenförmigen Abklebesystems, den Einbau einer Klemmkonstruktion oder durch eine Kompressionsdichtung erfolgen. Welches System eignet sich für welchen Anwendungsfall? Wie funktionieren die verschiedenen Methoden und was ist bei den einzelnen Systemen zu beachten? Wo liegen die Grenzen der einzelnen Methoden? Der Beitrag gibt einen Überblick über die unterschiedlichen derzeit in der Baupraxis angewendeten Methoden zur nachträglichen Abdichtung undichter Fugen bei wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton.

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Durch die DIN 19700 werden Talsperren u. ä. Wasserbauwerke hinsichtlich ihrer Bedeutung, ihres Stauvolumens und Höhe (bzw. Stauhöhe) in unterschiedliche Klassen eingeteilt, verbunden mit unterschiedlichen Anforderungen an die Auslegung und Nachweisführung. Da die Talsperren in seismisch unterschiedlich aktiven Erdbebengebieten liegen, sind die Nachweisanforderungen in Abhängigkeit von der Gefährdung (Erdbebenzonen mit bestimmten Intensitätsintervallen) zu staffeln. Es wird untersucht, welche Anforderungen aus der Einführung DIN 19700 abzuleiten sind und wie auf Ebene der Bundesländer die praktischen Umsetzung erfolgen kann. In diesem Zusammenhang wird Thüringer Technische Anleitung Stauanlagen gesondert gewürdigt, die gegenüber der DIN veränderte Festlegungen beinhaltet. Durch Vergleich mit der Schweizer Richtlinie kann gezeigt werden, daß durch die unterschiedlichen Einteilungskriterien und Wiederkehrperioden von Bemessungsbeben sich bemerkenswerten Unterschiede in der Erdbebenauslegung abzeichnen, die einer eingehenden Betrachtung der Motivation und allgemeinen Entwicklungstendenzen bedürfen. Die Einführung und Umsetzung der Talsperrenrichtlinien erfordert Grundlagenarbeiten, um belastbare Entscheidungskriterien (z.B. Karten) und Auslegungskenngrößen vorlegen zu können. Im Beitrag werden Grundzüge einer vereinheitlichten Vorgehensweise für den Freistaat Thüringen entwickelt und die notwendigen Bearbeitungsphasen erläutert. Sie sind so gestaltet, daß Synergieeffekte erreicht werden können und eine Übertragbarkeit auf die anderen Bundesländer gewährleistet ist.