Das Tragverhalten statisch unbestimmter Stahlverbundträger - folgend kurz Verbundträger - wird im Gebrauchszustand maßgeblich durch die Rissbildung in den Bereichen negativer Momentenbeanspruchung beeinflusst. Verbundträger mit Teilfertigteilen weisen aufgrund lokaler Umlagerungen einige Besonderheiten auf, die mit den herkömmlichen Berechnungsverfahren nicht ausreichend beschrieben werden können. Dieser Beitrag stellt Berechnungsansätze vor, mit denen das spezifische Tragverhalten erfasst und Rissbildung, Rissbreiten sowie Verformungen wirklichkeitsnah beschrieben werden können.

Crack and deformation behaviour of composite beams using partial-depth precast concrete units
The structural behaviour of statically indeterminate composite beams under service conditions is basically influenced by crack formation in ranges with negative moments. Composite beams with partial-depth precast concrete units show some particularities, which cannot be described accurately using the established methods of calculation. This article presents methods of calculation, which can be used to cover the specific structural behavior and describe crack formation, crack widths and deformations realistically.

Verbundträger mit Ganzfertigteilen weisen aufgrund der Bildung von Sammelrissen einige Besonderheiten im Vergleich zu Verbundträgern mit Ortbetonplatte und auch solchen mit Teilfertigteilen auf, die mit den herkömmlichen Berechnungsverfahren nicht ausreichend beschrieben werden können. Dieser Beitrag stellt Berechnungsansätze vor, mit denen die Sammelrisse und das spezifische Tragverhalten erfasst und Rissbildung, Rissbreiten sowie Verformungen wirklichkeitsnah beschrieben werden können.

Calculation of crack widths for composite beams using full-depth precast concrete units
Due to formation of accumulated cracks composite beams with full-depth precast concrete units compared to those with in-situ concrete and also with partial-depth precast concrete units show some particularities, which cannot be described accurately using the established methods of calculation. This article presents methods of calculation, which can be used to cover the accumulated cracks and the specific structural behavior and describes crack formation, crack widths and deformations realistically.

In vorliegendem Aufsatz wird der neue Restnutzungsdauernachweis stählerner Eisenbahnbrücken in Haupt- und Nebenstrecken der DB AG und für Brücken der Berliner S-Bahn auf der Basis des Wöhlerlinienkonzeptes sowie der Betriebszeitintervallnachweis nach dem bruchmechanischen Konzept beschrieben. Die Verknüpfung beider Methoden in den Sicherheitsannahmen für die Restnutzungsdauer wird begründet. Die Prioritäten bei der Entwicklung der neuen Methoden wurden auf die einfache Handhabbarkeit der Nachweise unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit gelegt. Der Beitrag enthält ein Beispiel zur Verdeutlichung der Nachweisführung.

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Es wird über Windkanalmodellversuche zur Beobachtung von Windsoglasten am leeseitigen Dach breiter Hallen berichtet. Die Versuchstechnik lehnt sich an frühere Versuche an, auf denen die einschlägigen Festlegungen der neuen Ausgaben der Windlastvorschrift DIN 1055 Teil 4 beruhen. Aus den im Versuch beobachteten Windbelastungen wird das bemessungsmaßgebliche Biegemoment in der Traufecke eines üblichen Hallenrahmens berechnet.

In diesem Beitrag wird über Biegeschubversuche mit Leichtbetonbalken ohne Querkraftbewehrung berichtet, die ein ausgeprägtes Nachbruchverhalten aufwiesen. Die Versuchsergebnisse der Leichtbetonbalken werfen die Frage auf, ob die Querkraftbemessung in der neuen DIN 1045-1 in der Lage ist, hoch spröde Betone wie ALWAC (All Lightweight Aggregate Concrete) hinreichend sicher zu erfassen. In diesem Zusammenhang wird näher auf den Maßstabseffekt eingegangen.
Es wurde ein Modell für das Tragverhalten von Biegeschubbalken nach Auftreten des Biegeschubrisses entwickelt, das auf der Kinematik von miteinander verbundenen Festkörpern anstelle von Fachwerkstäben beruht. Ein Ansatz der Tragkapazität im Nachbruchbereich für die Praxis wird nicht empfohlen.

Shear Strength of Lightweight Concrete without Shear Reinforcement
This paper presents results of shear beam tests with lightweight concrete and without shear reinforcement exhibiting a distinct post peak behavior. The shear test results raise the question whether the shear design in DIN 1045-1 can also cover very brittle concrete types as ALWAC (All Lightweight Aggregate Concrete) with a sufficient safety level. The size effect in shear beams is discussed.
A model for the load bearing behavior after formation of the inclined crack based on the kinematics of a set of rigid bodies is developed. A consideration of the additional load capacity in the post peak range in design formulas is not recommended.

Bei gewissen Großprojekten des Brücken- und Hochbaus gewinnt die Frage nach dem Verhalten des Gesamttragwerks nach einem hypothetischen lokalen Versagen an Bedeutung. Die Gründe hierfür werden erläutert. Am konkreten Beispiel einer vielfeldrigen Spannbetonbrücke werden die in der Praxis anzustellenden Überlegungen, zu erbringenden Nachweise und die sich ergebenden Entwurfskonsequenzen dargestellt und diskutiert.

Das dem gewünschten Membranspannungszustand von Schalen gegensätzliche Tragverhalten ist der Zustand verzerrungsfreier Verbiegungen. Hierbei nähert sich das Tragverhalten der Schale dem einer Platte. Dieses Verhalten kann aber auch Vorteile bringen, z.B. bei Tragwerken, die grossen Setzungen ausgesetzt sind. Ziel dieses Aufsatzes ist es die Bedingungen für eine verzerrungsfreie Verbiegung von Schalenelementen zu definieren.

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Der Beitrag diskutiert die Anwendung von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen im Bauwesen. Es wird aufgezeigt, dass Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe in bestimmten Bauanwendungen bereits etabliert sind, z. B. zur Verstärkung der Statik von Gebäuden und Brücken sowie als Konstruktionswerkstoff. Andererseits sollen spezielle Potenziale des Materials jenseits der mechanischen Eigenschaften identifiziert werden, die sich für Anwendungen im Bauwesen ableiten lassen. Ausgewählte Anwendungsbeispiele, die sich auf vier charakteristischen Eigenschaften des Materials bzw. des Fertigungsprozesses zurückführen lassen, werden beschrieben: 1) Nutzung der Anisotropie zur Konstruktion flexibler und zugleich steifer Bauteile, 2) Integration von (Multi-)Funktionalitäten, 3) Nutzung des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und 4) Einsatz von recyclierten Kohlenstofffasern in anorganischer Matrix.

Potential of carbon fibre composites in civil engineering applications
. The paper discusses the application of carbon fibre composite materials in the building industry. It shows that carbon fibre composites are already established in certain areas of civil engineering, e.g. for the strengthening of the statics of buildings and bridges and as construction material. On the other hand special potential of the material, apart from mechanical features, which are advantageous in construction engineering, are identified. Selected examples of specific applications deduced from four characteristic properties of the material and the manufacturing process respectively, are described: 1) Utilisation of the anisotropy for the construction of flexible and at the same time stiff construction components, 2) integration of (multi-)functionalities, 3) utilisation of the low thermal expansion coefficient and 4) application of recycled carbon fibres in inorganic matrices.

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Es wird ein Verfahren zur nichtlinearen Berechnung der Verformungen von einachsig gespannten Stahlbetonbalken vorgestellt. Es basiert auf dem Übertragungsverfahren mit abschnittsweise linearisierten Momenten/Krümmungs-Beziehungen.

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In der Architektur hat sich ein zunehmender Wandel hin zu einer hochtransparenten Bauweise vollzogen. Infolgedessen werden für lastabtragende Funktionen vermehrt Glasträger eingesetzt. Da sie infolge ihrer fertigungsbedingten geringen Dicke stark stabilitätsgefährdet sind und die wissenschaftlichen Grundlagen zur Bemessung solcher Träger jedoch zum Teil noch unbekannt sind, besteht hier ein dringender Forschungsbedarf.
Dieser Artikel widmet sich einem der drei wichtigsten Stabilitätsprobleme für Glasträger: dem Biegedrillknicken. Bei diesem Stabilitätsfall weicht ein biegebeanspruchter Träger senkrecht zur äußeren Belastung aus und verdreht sich gleichzeitig.
Zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Glasträgern wurde ein umfangreiches experimentelles Versuchsprogramm am Fachgebiet Metall- und Leichtbau (ehem. Stahlbau) der TU Berlin durchgeführt. Neben dem Last-Verformungsverhalten für unterschiedliche Lastfälle wurden ebenso Imperfektionen ermittelt. Auf dieser Grundlage ist ein Finite-Element-Modell verifiziert worden, mit Hilfe dessen zahlreiche numerische Studien durchgeführt wurden. Aus den Ergebnissen wurde ein praxisgerechtes und wirtschaftliches Bemessungskonzept zum Nachweis des Biegedrillknickversagens von Glasträgern entsprechend einem Ersatzstabverfahren entwickelt. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Es wird ein Modell zur Beschreibung des nichtlinearen Verhaltens von verformbaren Rahmenknoten vorgestellt. Das Modell besteht aus zwei Federn: eine diagonale Feder, die die Schubverformungen des Knotens simuliert, und eine Drehfeder, die die Nachgiebigkeit der Verbindungen und des Knotenblechs infolge Momente berücksichtigt. Es werden Traglastberechnungen von Rahmen mit Knoten unterschiedlicher Nachgiebigkeit durchgeführt unter Anwendung des Weggrößenverfahrens nach Theorie 2. Ordnung. Die Anwendbarkeit des Knotenmodells im Vergleich zu einem in Eurocode 3 enthaltenen Modell wird besprochen.

Es hat sich gezeigt, daß bei windbelasteten Brücken neben entkoppelten selbsterregten Biegeschwingungen entkoppelte Torsionsschwingungen niedrigere Stabilitätsgrenzen als die klassischen, gekoppelten Biege- und Torsionsschwingungen (Flattern) ergeben können. Die zugehörigen Stabilitätskriterien werden hier abgeleitet.

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In den letzten Jahren wurden zahlreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Beurteilung von Gesamtstabilitätsproblemen im Stahlbau durchgeführt. So wurden Computerprogramme entwickelt, mit denen die Grenztragfähigkeit von druck- und biegebeanspruchten Stahlquerschnitten mit beulschlanken Blechen bestimmt werden kann. Es wurde deutlich, daß die Vorgaben der Normen z. T. sehr unterschiedlich, wenig zufriedenstellend und daher kritisch zu beurteilen sind. Trotz intensiver Forschungen fehlt immer noch ein durchgängig anwendbares, leicht zu handhabendes, hinreichend genaues und sicheres Nachweiskonzept zur Beurteilung von Gesamtstabilitätsproblemen im Stahlbau. Eine der Lücken kann mit dem neu entwickelten, in diesem Bericht vorgestellten Näherungsverfahren für das kombinierte "Beul-Biegeknick-Problem" geschlossen werden. Ein Vergleich mit den Versuchsergebnissen von Zhang zeigt die Güte des neuen Vorschlags.

Der in DIN 1045-1 enthaltene Ansatz zum Nachweis der Teilflächenbelastung wird in der Praxis zuweilen auch für die Beurteilung von Teilflächenproblemen an scheibenartigen Bauteilen herangezogen. Nachfolgend wird gezeigt, dass diese Vorgehensweise zu unsicheren Bemessungsergebnissen führen kann. Weiterhin wird ein Vorschlag zur rechnerischen Handhabung dieser speziellen Teilflächenprobleme vorgestellt.

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Die Standsicherheit eines flachgegründeten Fundaments unter komplexer Belastung wird durch eine ausreichende globale Sicherheit gegen die Grenzzustände Grundbruch, Gleiten, Auftrieb sowie durch Einhaltung einer zulässigen Ausmitte für jede Lastkombination nachgewiesen. Dieses Vorgehen ist methodisch wenig elegant und gerade im Hinblick auf die Einführung eines Teilsicherheitskonzepts mit unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen für die verschiedenen Grenzzustände problematisch. Im vorliegenden Aufsatz wird ein konsistentes Versagensmodell vorgestellt, welches auf der Tatsache basiert, daß den genannten Grenzzuständen ein einziger Versagensmechanismus zugrunde liegt. Während das mechanische Modell erhalten bleibt, wird ein mathematisches Modell in Anlehnung an die bodenmechanischen Stoffgesetze formuliert, das die bisherigen Einzelnachweise integriert. Das Versagensmodell wird am Beispiel eines Einzelfundaments unter ausmittig-geneigter Belastung erläutert, wobei auch die Implementierung eines Teilsicherheitskonzepts aufgezeigt wird.