Innovative dissipative (INERD) Verbindungen für erdbebensichere ausgesteifte Tragwerke aus Stahl werden vorgestellt. Zwischen den Verbandsdiagonalen und den Stützen erfolgte die Verbindung mit Hilfe von Augenstäben und Bolzen. Die Bolzen sind die dissipativen Zonen in diesen Tragwerken, während die anderen Tragwerksteile gegen inelastische Verformungen und Instabilitäten geschützt sind. Das Verhalten der Verbindungen unter monotoner und zyklischer Beanspruchung wurde durch experimentelle und theoretische Untersuchungen studiert. Einfache Regeln zur Bemessung der Verbindung und der angrenzenden Teile werden vorgestellt.

Plane grillages and finite element models are widely used for the design of bridges. In a grillage idealization the entire superstructure of the bridge is suitably represented by different sets of bar elements. On the other hand, the finite element method makes use of plane and solid elements for the three-dimensional representation of the structure. Although these models are generally accepted as sufficiently accurate, they are associated with some drawbacks. To overcome the difficulties of plane grillage and finite element analyses, a new way of modelling steel composite bridges is presented in this paper. The proposed model is based on the simulation of steel I-girders through the use of equivalent trusses. The concrete slab is represented by a set of bar elements and the bearings by the use of appropriate springs. Diaphragms and stiffeners may also be taken into account.
This new way of modelling composite bridges using a spatial system of beam-like structural elements allows deformations and internal forces to be predicted reliably, and can be used for dynamic and stability analysis. Worked examples are also provided to illus trate the setup procedure for 3D modelling and to compare the different analysis methods. The work presented in this paper is part of a research project investigating the modelling of steel and composite bridges which is being carried out at the National Technical University of Athens.

Es wird über 6 Versuche an schlanken ausmittig gedrückten, also durch Moment und Druckkraft belasteten Stahlbetonstützen berichtet, die zur Überprüfung eines früher vom Verfasser vorgestellten Berechnungsverfahrens zur Ermittlung der Tragfähigkeit dienen sollten. Es zeigt sich in Übereinstimmung mit den theoretischen Überlegungen, daß Instabilität erst eintritt, wenn die Prismendruckfestigkeit am gedrückten Rand erreicht wird.

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Es werden vier Großversuche an freistehenden Fachwerkmasten aus Winkelprofilen vorgestellt, die im Rahmen des RFCS- (Research Fund for Coal and Steel) Forschungsprojekts ANGELHY durchgeführt wurden. Die Maste werden durch eine horizontale Kraft am Mastkopf belastet. Die Belastung erfolgt entweder parallel zu den Seiten oder über Eck. Je nach Ausbildung und Querschnittsauswahl versagen die Stiele oder die Verbandsdiagonalen. In diesem Beitrag werden zunächst die Versuche vorgestellt. Darauf folgend werden die Versuche mittels numerischer Analysen und Nachweise der Tragelemente nach gültigen Normenbestimmungen nachgerechnet. Es wird gezeigt, dass die Rechenmodelle die Versagensformen richtig erfassen. Allerdings zeigt sich auch, dass die Nachweisregeln des Eurocode 3 konservativ und änderungsbedürftig sind. Es wurde dann ein zweites Berechnungsmodell getestet, bei dem sowohl die numerische Berechnung als auch die Tragfähigkeitsnachweise auf detaillierteren Annahmen beruhen. Die Anwendung dieses Rechenmodells führt zu genaueren Ergebnissen bezogen auf die Laborversuche und zu einer Tragfähigkeitserhöhung von ungefähr 10-30 % im Vergleich zum vereinfachten Eurocode-3-Rechenmodell.

Behaviour of lattice towers with angle profiles
Four experimental large-scale tests on angle section lattice towers are presented that have been carried out in the frame of ANGELHY, an RFCS (Research Fund for Coal and Steel) research project. The towers were subjected to pushover loading, applied in orthogonal or diagonal direction at their top. Failure occurred due to buckling of the braces or the legs, depending on the lay-out. This paper presents first the experimental tests. Then, the experimental tests are recalculated through the currently available design model. It is shown that this design model correctly predicts the failure modes. However, it is also shown that the Eurocode 3 provisions are very conservative and need to be improved. Therefore, a second design model has been applied to recalculate the towers. This alternative design model is more refined concerning the modelling of the tower and concerning the resistance checks. The application of the alternative design model leads to more precise results compared to the laboratory tests and to an increase in the tower resistances that are approximatively 10-30 % higher than those obtained by the current Eurocode 3 model.

A new underground station at Střížkov in Prague has been designed and built as a special structure with a high level of aesthetics. The hall structure is 160 m long, 42 m wide and 20 m high. Two crossing hingeless main arches spanning 160 m are fixed to concrete pylons. The roof structure is suspended from the main arches using a system of prestressed rods and supported by columns around the roof. Most of the members are curved with variable cross-sections (the majority of sections are welded boxes with a plate thickness of 10 - 35 mm except the columns, which are welded I-sections). The geometry of all parts made design, fabrication and erection very difficult. The whole structure was built under the direct supervision of the architect. The underground station was opened to the public in May 2008.

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No standards covering greenhouse gas (GHG) emission calculations caused by construction processes have been developed so far. This work makes a proposal for the calculation of greenhouse gas emissions originating from geotechnical works. This proposal is based on the standards ISO 14040 and ISO 14044. It shows a universal and flexible approach applicable for all kinds of geotechnical works and allows a reliable estimation of the greenhouse gas emissions. Finally, example calculations of two foundation methods (bored piles and vibro stone columns) of a project show the impact of the raw materials used to the total emission sum, leading to a massive reduction of greenhouse gas emissions with the vibro stone solution compared to the bored pile solution emissions.

Berechnung der Treibhausgasemissionen bei Spezialtiefbauarbeiten.
Für die Berechnung der aus Bautätigkeiten herrührenden Treibhausgasemissionen gibt es bis dato keinen universellen Ansatz. Es wird ein Vorschlag zur Ermittlung von Treibhausgasemissionen bei Spezialtiefbauarbeiten gemacht, angelehnt an die Normen ISO 14040 und ISO 14044. Der vorgestellte Berechnungsansatz ist auf jede Art von Spezialtiefbauarbeiten anwendbar und führt zu einer zuverlässig genauen Abschätzung der Treibhausgasemissionen von Spezialtiefbauarbeiten. Die abschließende Gegenüberstellung der Treibhausgasemissionen zweier Gründungsvarianten (Bohrpfähle und Rüttelstopfverdichtung) eines Bauvorhabens zeigt, dass das verwendete Baumaterial einen großen Einfluss auf die Treibhausgasbilanz hat. Gegenüber einer Bohrpfahllösung kann durch den Einsatz der Rüttelstopfverdichtung eine massive Reduzierung der Treibhausgasemissionen erreicht werden.

Kennzeichnend für die Baukonstruktion sind weit gespannte Flachdecken, die durch schlanke Stahlverbundstützen der Bauart Geilinger gestützt werden. Dort, wo größere Spannweiten gewährleistet werden mußten, kamen zusätzlich Stahlverbundträger zum Einsatz. Eine Besonderheit stellen dabei schwingungsgedämpfte Verbundträger unter der Veranstaltungshalle dar.

Derzeit wird bei stark chloridbelasteten Bauteilen die Dauerhaftigkeit im Allgemeinen durch dichte Betone, große Überdeckungen, konstruktive Maßnahmen und Beschichtungen sichergestellt. Die Dauerhaftigkeit durch den Einsatz nichtrostender Stähle zu gewährleisten, bleibt zumeist aus ökonomischen Gründen unberücksichtigt. Zukünftig kann der Einsatz niedrig legierter und damit weniger kostenintensiver Stähle eine Option zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit werden.
Der vorliegende Bericht zeigt zum einen Untersuchungsergebnisse zum Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle aus experimentellen Untersuchungen. Zum anderen zeigt diese Veröffentlichung in rechnerischen Analysen, welchen Vorteil die Verwendung eines nichtrostenden Stahls auf die korrosionsfreie Lebensdauer bzw. die erforderliche Bewehrungsüberdeckung gegenüber einem normalen Betonstahl bietet.
In den Laboruntersuchungen an Mörtelproben wurde für niedriglegierten nichtrostenden Stahl der Stahlsorte 1.4003 der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt Ckrit gemessen und mit dem eines üblichen, warmgewalzten Betonstahls B500B verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung des kritischen Chloridgehalts Ckrit um den multiplikativen Faktor ca. 2 bis 3 gegenüber einem normalen Betonstahl. In Lösungsversuchen und Auslagerungsversuchen in Beton wurden ergänzend kritische Chloridgehalte an hochlegierten Duplexstählen der Werkstoffnummer 1.4462 bestimmt. Hierbei konnten um den Faktor > 5 erhöhte kritische Chloridgehalte festgestellt werden.
In den rechnerischen Analysen wurde untersucht, welchen Einfluss ein ca. zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt auf die Nutzungsdauer und die erforderliche Bewehrungsüberdeckung haben kann. Die Berechnungen wurden deterministisch sowie probabilistisch durchgeführt. Die probabilistischen Berechnungen erfolgen für Zuverlässigkeitsniveaus von &bgr; = 0,5 bis 1,5. Die rechnerische Analyse erfolgt auf Basis des fib-Modells. Der Einfluss wurde für drei bestehende Bauwerke der XD3-Exposition ermittelt. Dabei führt ein zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt, je nach gewähltem Zuverlässigkeitsniveau, zu einer 1,5- bis > 13-mal höheren rechnerischen Lebensdauer.

On the effect of stainless steel on service life of reinforced concrete structures
At present, service life of reinforced concrete exposed to sea or deicing salts is generally enhanced by densifying concrete, increasing cover thickness, concrete coating or by constructive measures. Increasing the durability by the use of highly alloyed stainless steel instead of ordinary carbon steel is mostly not considered for economic reasons. However, the use of low-alloyed stainless steels, that are less costly, may be a realistic alternative option for ensuring durability.
This paper presents, firstly, experimental investigations on the corrosion behavior of stainless steels in mortar. Secondly, by means of model computations, the paper shows how stainless steel type (alloy grade) affect service life and required cover thickness compared to ordinary carbon steel.
In the laboratory tests on mortar samples, the critical, corrosion-inducing chloride content Ccrit was measured for low-alloyed stainless steel of the steel grade 1.4003 and compared with that of a conventional, hot-rolled reinforcing steel B500B. The results show an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative fact
or about 2 to 3 compared to the ordinary reinforcement steel. In solution tests and exposure tests in concrete, additional critical chloride contents were determined on high-alloyed duplex steels of material number 1.4462. In these studies an increase of critical chloride content by a factor of 5 or larger were determined.
In the model computation the influence of critical chloride content in the range of experimental observations (2 to 5 times Ccrit of carbon steel) on service life and required cover thickness were investigated. The calculations were carried out deterministically and probabilistically. The probabilistic calculations were performed for reliability levels of &bgr; = 0.5, 1.0 or 1.5. The computational analysis is based on the fib model. The influence was determined for three practical situations under XD3 exposure. The results show that an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative factor about 2 to 5 compared to carbon steel leads to an increase in service life of 1.5 to > 13 in dependency of the selected reliability level.

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Die Beurteilung der Grundbruchsicherheit flach gegründeter Fundamente ist ein zentrales Thema auf dem Gebiet der Bodenmechanik und des Grundbaus. In Deutschland ist die Nachweisführung in [1] für ausgewählte Randbedingungen geregelt. Die Grundbruchgleichung basiert auf dem Superpositionsansatz nach Terzaghi. In diesem Beitrag wird der signifikante Einfluss der Sohlreibung auf den Bruchmechanismus und die Tragfähigkeit eines einzelnen Streifenfundaments diskutiert. Für eine raue Sohlausbildung wird der bekannte Berechnungsansatz für den Grundbruchwiderstand für den Fall zweier benachbarter und wechselwirkender Streifenfundamente erweitert. Mit Hilfe der Kinematischen Elemente Methode (KEM) nach [2] und [3] werden zunächst ein geeigneter Bruchmechanismus entwickelt und anschließend für unterschiedliche Abstände S zwischen den beiden Fundamenten und verschiedene Reibungswinkel &phgr; die Traglasten der Fundamente berechnet. Durch Einführung eines Wechselwirkungsfaktors &eegr;, der die Traglast benachbarter Fundamente mit der eines frei stehenden Fundaments in Relation setzt, wird die Steigerung der Traglast beschrieben. Ein Vergleich mit anderen theoretischen sowie experimentellen Untersuchungen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den mit der KEM berechneten Ergebnissen bei vergleichbaren Annahmen der Bruchmechanismen sowie der Sohlreibungsverhältnisse.

On the bearing capacity of single and interfering strip footings - Analysis of the influence of footing-base-friction and interference factors by the KEM.
The assessment of bearing capacity of shallow footings is one of the main topics in soil mechanics as well as in foundation engineering. In Germany the safety analysis is regulated in [1]. Chosen boundary conditions are considered. The so called ground failure equation is based on the superposition principle after Terzaghi. In the present article the significant influence of base-friction on the bearing capacity of shallow strip footings will be discussed. The general approach of the bearing capacity analysis will be extended to the boundary condition of two adjacent interfering rough footings. By using the Kinematical Element Method (KEM), originally developed in [2] and [3], an appropriate failure mechanism will be developed and bearing capacity calculations are carried out for varying distances S between the footings. Also different friction angles &phgr; of the soil will be considered in this parameter study. By defining an efficiency factor &eegr;, as the ratio of an interfering footing and one that is isolated, the change in bearing capacity can be evaluated. A comparison with available theoretical and experimental data confirms the present KEM-results.

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Die Idee der externen Vorspannung spielt bei der Entwicklung der Technik des vorgespannten Betons eine grundlegende Rolle. Der Beitrag beschreibt die Anwendung der externen Vorspannung am Beispiel der ersten deutschen Spannbetonbrücke in Aue/Sachsen. Angefangen bei der Planung, dem Bau der Brücke, den notwendigen Sanierungsmaßnahmen in den 60er und 80er Jahren, bis hin zum Abbruch und zur Neuerstellung des Überbaus 1995, bildet diese Brücke eine Verbindung zwischen den Anfängen der externen Vorspannung und der modernen Ausführung. Gerade die speziellen Vorzüge dieser Vorspannart, wie Austausch- und Nachspannbarkeit, stellen in vielen Fällen eine überlegende Alternative gegenüber innenliegenden Spanngliedern dar.

Nach zwanzig Jahren aktiver Lehr- und Forschungstätigkeit als Inhaber des Lehrstuhls für Stahlbau an der Universität Kaiserslautern hat sich Prof. Dr.-Ing. H. Bode in diesem Sommer aus gesundheitlichen Gründen aus Lehre und Forschung zurückziehen müssen. Als ehemaliger Mitarbeiter von Prof. Dr.-Ing. K. Roik, Ruhr-Universität Bochum, brachte Prof. Bode bei seiner Berufung im November 1980 den Stahlverbundbau, der von da an der Schwerpunkt seiner Forschungsarbeiten wurde, nach Kaiserslautern. Dieser Aufsatz soll einen kurzen Abriß und zugleich einen Überblick über abgeschlossene und laufende Forschungsarbeiten geben.

Die bei Dreischichtenplatten aus Stahlbeton auftretenden Beanspruchungsfälle (Eigengewicht, Temperatur, Wind) werden zusammengestellt und erläutert, die anzusetzenden Temperaturdifferenzen sind tabellarisch erfaßt. Es werden Hinweise gegeben für die Bemessung der Traganker und Stabilisierungsanker.

In Hoch- und Industriebauten werden aufgrund ihres guten Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnisses zunehmend hoch- und höchstfeste Baustähle in Form von Blechen, Rohren und Profilstahl eingesetzt. Für Bauwerke mit Brandschutzanforderungen wird der Einsatz hochfester Baustähle derzeit jedoch durch fehlende Kenntnisse zum temperatur- und ratenabhängigen Werkstoffverhalten gehemmt. Für eine realitätsnahe Modellierung des Tragverhaltens von Stahlstrukturen stellen umfassende Kenntnisse zum Werkstoffverhalten eine essenzielle Grundlage dar. Im Rahmen des FOSTA-Forschungsvorhabens P 1502 werden systematische Untersuchungen zu den Werkstoffeigenschaften von höchstfesten Baustählen in Form eines umfangreichen Zugversuchsprogramms durchgeführt. Ziel ist es, das strukturelle Werkstoffverhalten während aller Phasen eines Brands, einschließlich der Abkühlphase, zu charakterisieren. Der vorliegende Beitrag thematisiert das Werkstoffverhalten von vergütetem Baustahl S960QL im Brandfall. Es werden Versuchsergebnisse stationärer sowie instationärer Warmzugversuche zur Charakterisierung des Werkstoffverhaltens während der Heizphase vorgestellt, bewertet und mit bekannten Werkstoffmodellen verglichen. Ergänzend werden die Ergebnisse von Naturbrandversuchen zur Untersuchung des Werkstoffverhaltens in der Abkühlphase von Bränden sowie der Resttragfähigkeit präsentiert.

Mechanical material behaviour of ultra-high-strength structural steel S960QL in case of fire
Due to their good strength-to-weight ratio, high- and ultra-high-strength structural steels are increasingly used in multi-storey and industrial buildings in the form of plate material, pipes and sections. For structures with fire protection requirements, however, the use of high-strength structural steels is currently inhibited by a lack of knowledge regarding temperature- and rate-dependent material behaviour. Comprehensive knowledge of the material behaviour is a basis for a realistic modeling of the load-bearing behaviour of steel structures. Within the framework of the FOSTA-research project P 1502, systematic investigations of the structural material behaviour of ultra-high-strength steels are carried out in terms of an extensive tensile test program. The aim of the project is to characterise the mechanical material behaviour during all phases of a fire, including the cooling phase of natural fire scenarios. The paper addresses the material behaviour of quenched and tempered steel S960QL in fire. Steady state and transient state tensile test results are presented and used for the characterisation of the material behaviour during the heating phase of a fire and the comparison to common material models. In addition, the results of natural fire tests for the evaluation of the material behaviour in the cooling phase and the residual behaviour are presented.

Das statische Verhalten der dünnwandigen prismatischen Stäbe mit offen-geschlossenem Profil aus vier Scheiben wird unter Berücksichtigung der Profilverformung und der sekundären Schubverformung untersucht. Es werden zwei Zahlenbeispiele nach dem Reduktionsverfahren vorgestellt.