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Die Bereitstellung von technischen Regelwerken soll zu einer sicheren Anwendung und Verbreitung des Stahlfaserbetons führen. Die ungleichmäßige Faserverteilung und -orientierung wurde dabei bislang nicht berücksichtigt. Die Relevanz dazu schien aufgrund der Anwendungsgebiete des Stahlfaserbetons nicht gegeben. Dies ist mit dem Vordringen des Stahlfaserbetons in den konstruktiven Bereich anders geworden. Die erheblichen Auswirkungen des Herstellungsprozesses und der Bauteilgeometrie auf die Faserorientierung und -verteilung werden dargestellt und ein Vorschlag für die Berücksichtigung in der Bemessung gegeben.

In den letzten Jahren hat sich im Bereich der technischen Regelwerke für den Stahlbau und den Stahlfaserbeton viel getan. Die DIN 1045 (88) wird abgelöst werden durch die DIN 1045-1, der EC 2-1 (92) liegt als Entwurf in der 2. Überarbeitung vom Januar 2001 vor. Die Forschung und Entwicklung im Bereich des Stahlfaserbetons ist auf einem Stand, der ein technisches Regelwerk überfällig werden läßt. Die Bestrebungen, ein solches Regelwerk zu erstellen sind sowohl auf europäischer als auch nationaler Ebene in vollem Gang. Ein Vergleich der Regelwerke zeigt erhebliche Unterschiede in der Querkrafttragfähigkeit auf, und läßt insbesondere für gering beanspruchte Bauteile den Stahlfaserbeton als sinnvolle Alternative erscheinen. Für den planenden Ingenieur wird in Zukunft die Auseinandersetzung mit diesen Konzepten sowohl in bemessungstechnischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht unumgänglich sein.

Bislang ist die Hörsamkeit - die akustische Wahrnehmung von Sprach- und Musikdarbietungen - in den meisten Atrien und Lobbies stark eingeschränkt. Die hier vorgestellten Meßergebnisse zeigen, daß es in den meisten Fällen nicht gelang, eine zufriedenstellende Raumakustik in Atrien zu gewährleisten. Es werden Ansatzpunkte dargelegt, ausgehend vom Klangideal von Kammermusiksälen und Konzerthallen, um typische raumakustische Merkmale, Klangverhältnisse, Rahmenbedingungen von Atrien sowie deren Grenzen abzuleiten.

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Im Lausitzer Braunkohlerevier sind infolge des Braunkohlentagebaus ausgedehnte Innenkippenflächen entstanden, in denen unter bestimmten Voraussetzungen eine Gefährdung durch Bodenverflüssigung besteht. Eine spontane Bodenverflüssigung kann eintreten, wenn der ursprünglich herrschende Gleichgewichtszustand durch ein Initial gestört wird. Die nötige Initialenergie ist dabei direkt vom Spannungszustand abhängig. Durch die Verkippungstechnologie mit schrägen Schüttscheiben kann sich der Spannungszustand in Innenkippen vom Spannungszustand natürlich abgelagerter Böden unterscheiden. In einem aktiven Tagebau wurde daher ein umfangreiches Messprogramm umgesetzt, um den Spannungszustand in Innenkippen beim Überschütten und Fortschreiten des Tagebaus zu erfassen. Hierfür wurden 16 Spannungsmessstationen in vier Geberlagen und vier Messquerschnitten installiert und von einer F60-Abraumförderbrücke (AFB) überschüttet. Dabei wurde an jeder Spannungsmessstation die Horizontalspannung in Strossenrichtung &sgr;xx und senkrecht zur Strossenrichtung &sgr;yy sowie die Vertikalspannung &sgr;zz gemessen. Die Messergebnisse wurden mit numerischen Berechnungen nachvollzogen. Die Messergebnisse und die Ergebnisse der numerischen Berechnungen zeigen, dass in Innenkippen kein homogener Spannungszustand vorherrscht, der allein über einen Erdruhedruckbeiwert beschrieben werden kann.

Stress state in conveyor bridge dumps
In the Lusatian lignite mining area in eastern Germany, extensive mine dumps have been created as a result of opencast lignite mining, where under certain conditions there is a risk of soil liquefaction. Spontaneous soil liquefaction can occur if a trigger disturbs the original equilibrium state. The required energy of the trigger is directly dependent on the stress state. Due to the dumping technology with inclined dumping discs, the stress state in the dumped soil can differ from the stress state of naturally deposited soils. In an active open pit mine, a comprehensive measurement program was implemented to record the stress state in the dumps during overburdening and progress of the open pit. For this purpose, 16 stress-measuring stations were installed in four sensor positions and four measuring cross-sections and covered by a conveyor bridge of type F 60. At each stress measuring station the horizontal stress in the direction of the stope &sgr;xx and perpendicular to the direction of the stope &sgr;yy as well as the vertical stress &sgr;zz were recorded. The measurement results were reproduced with numerical calculations. The measurement results and the results of the numerical calculations show that no homogeneous stress state prevails in the dumps, which can only be described by one earth pressure coefficient.

The article presents the investigation of the seismic behaviour of a modern URM building located in the municipality of Finale Emilia in province of Modena, Northern Italy. The building is situated in the centre of the series of the 2012 Northern Italy earthquakes and has not suffered any damage during the earthquake series in 2012. The observed earthquake resistance of the building is compared with predicted resistances based on linear and nonlinear design approaches according to Eurocode. Furthermore, probabilistic analyses based on nonlinear calculation models taking into account scattering of the most relevant input parameters are carried out to identify their influence to the results and to derive fragility curves.

Seilroboter stellen einen innovativen und vielversprechenden Ansatz bei der Digitalisierung und Automatisierung im Mauerwerksbau dar. Zudem verfügen sie über das Potenzial, die Verarbeitung von Mauersteinen zu revolutionieren. Denn der Einsatz von Seilrobotern eröffnet die Möglichkeit, große Bauvolumina auch bei komplexen Geometrien und reduziertem Personaleinsatz in kürzester Zeit zu errichten. Damit steigt perspektivisch nicht nur die Produktivität in den Bauunternehmen, es wird auch dem Mangel an qualifizierten Fachkräften entgegengewirkt und das Image der Branche insgesamt verbessert.
An der praktischen Umsetzung der Digitalisierung und Automatisierung im Mauerwerksbau mittels Seilroboter arbeitet seit dem 1. Februar 2019 die Forschungsvereinigung Kalk-Sand e.V. gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Mechatronik und dem Institut für Baubetrieb und Baumanagement der Universität Duisburg-Essen sowie dem IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH.
Der vorliegende Beitrag gibt einen Einblick in die Realisierung eines Funktionsmusters eines Seilroboters inklusive einer Bemörtelungseinrichtung, mit dem das automatisierte Mauern anhand eines eingeschossigen Mustergebäudes demonstriert werden soll.

Für den Fachwerkkragbalken mit seitlich festgehaltenen Zuggurtknoten und durchlaufend steifem, am aufgelagerten Ende eingespanntem Druckgurt werden einfache Formeln für die bezüg-lich der Gleichgewichtsstabilität kritischen Balkenlasten und die entsprechend kritischen Werte der maximalen Längskraft des Druckgurts hergeleitet. Drei Lastfälle werden in diesem Beitrag erörtert: ein System mit einer den Knotenlasten ä-quivalenten Gleichlast, eine Einzellast am freien Balkenende und eine Kombination dieser beiden Lastfälle. Die Untersuchung erfolgt zuerst anhand des diskreten Tragwerksystems unter Heranziehung des Näherungsverfahrens, wobei die Last in Teillasten aufgespaltet wird. Anhand eines dem System entsprechenden Modells wird dann mit verschmierten geometrischen Steifigkeits- und Lastdaten gerechnet. Der Aufsatz soll zum einfachen Entwerfen und wirtschaftlichen Bemessen des behandelten Tragwerksystems beitragen und nebenbei zeigen, daß auch in der Zeit aufwendiger rechnergesteuerter Bemessungen einfache Näherungsverfahren beachtliche Dienste leisten können.

Es wird gezeigt, daß der an zwei einander gegenüberliegenden Seiten gelenkig gelagerte Balkenrost mit im Vergleich zu den längs unverformbaren Querträgern bei beliebiger, zur Rostebene rechtwinkliger Last als Biege-Wölbtorsion-Balken auf Gabellagern aufgefaßt und berechnet werden kann. Die Untersuchung gibt eine klare Einsicht in das Tragverhalten des Systems und einfache übersichtliche Formeln der Antwortgrößen der Längs- und Querbalken. Zahlenbeispiele erläutern die praktische Anwendung der erweiterten technischen Biegelehre auf Balken mit unverformbarem profiliertem Querschnitt. Zum Vergleich wird die Aufgabe auch anhand der Statik des starren Balkens auf elastischen Lagern behandelt, wobei sich erwartungsgemäß die gleichen Resultate ergaben.

Mittels des Laplaceschen Operators der Differential- und des Greenschen Satzes der Integralanalyse wird die kinematische Theorie der Plastostatik der Platten nun zur Untersuchung längs einer konvexen Randkurve gelenkig gelagert oder eingespannter Platten herangezogen. Anschließend wird das Verfahren zur Untersuchung konvex-vieleckiger Platten erweitert. Der wesentliche Vorteil des Verfahrens, daß sich Integrale bzw. Summen anstatt zweidimensional auf das Platteninnere nun eindimensional auf den Plattenrand erstrecken, vereinfacht wesentlich seine praktische Anwendung. Beispiele der Untersuchung der Kreis-, der Rechteck-, der regelmäßig vieleckigen und der elliptischen Platte zeigen die Übereinstimmung der Ergebnisse mit jenen der üblichen, begriffs- und aufwandmäßig schwierigen Verfahren.

Für den geläufigen Hallentyp mit Queraussteifung aus Giebeln, Querrahmen und Dachlängsverband sind einfache Formeln des Verzweigungswerts der Gewichtslast der Halle und der Grundschwingzeit der Quereigenschwingungen hergeleitet. Je nach Gestaltung kann der Dachverband als Biege-, Schub- oder Biegeschubbalken wirken. Für die Grenzfälle des Systems, das System mit Pendelrahmen und das dachverbandlose System, folgen aus den allgemeinen einfachere Gleichungen. Zahlenbeispiele zeigen die Einfachheit der Ergebnisse und erläutern ihre Anwendung.

Es werden das Tragverhalten eines geläufigen Hallentyps mit Trapezprofildachverband bei seitlicher Last in der Querrichtung der Halle analysiert sowie einfache Formeln der Antwortgrößen und auch der maßgebenden Schwingzeit hergeleitet. Die Untersuchung erfolgt zuerst anhand des diskreten mechanischen Modells. Dann wird die Theorie des Schubbalkens auf elastischer Unterlage entwickelt, in einer für die Praxis zweckdienlichen Form dargestellt und zur Untersuchung des behandelten Hallentyps mit größerer Felderanzahl herangezogen. Zum Vergleich sind auch die Ergebnisse für die beiden Grenzfälle - die Halle ohne Balkenwirkung des Daches und die Halle mit seitlich schlaffen Rahmen - angegeben. Ein Zahlenbeispiel erläutert die Verfahren und vergleicht die Ergebnisse. Die Verfahren ermöglichen eine Einsicht in den Einfluß der einzelnen Systemparameter auf die maßgebenden Schnittkräfte und Verformungen. Sie sollen im Vorentwurfsstadium auf einfache Weise günstige Lösungen aufzeigen sowie den statischen Nachweis erleichtern.

Eingehend untersucht wird der Schnittkräfte- und Verformungszustand der rechteckigen Platte, die durch ein Bimoment bildende Eckkräfte belastet ist. Hiermit können eckgelagerte Rechteckplatten nicht nur zur Abtragung von Lasten, sondern auch als Stabilisierungselemente Anwendung finden, etwa indem sie an und für sich labile vertikale Scheibensysteme miteinander verbinden. Mittels der Ergebnisse können Tragwerke mit derartigen Platten leicht konzeptuell entworfen und berechnet werden. Die eingehende Behandlung einiger Systeme und Zahlenbeispiele erläutern die Verfahren.

Es werden das Tragverhalten des räumlichen Dachverband-Rahmen-Wände-Systems eines geläufigen Hallentyps bei Wind- und Erdbebeneinwirkungen in der Querrichtung der Halle analysiert und einfache Formeln der Antwortgrößen hergeleitet. Anhand einer Tabelle dimensionsloser Beiwerte der maßgebenden Schnittkräfte und Druchbiegungen kann die Entwurfsarbeit derart vereinfacht werden, daß sie kaum schwieriger ist als die Untersuchung eines einfachen Balkens oder von Rahmen bei im voraus bekannter Last. Die Ergebnisse des an einem stetigen mechanischen Modell aufbauenden Verfahrens werden mit jenen eines an einem diskteten Modell gründenden verglichen. Ein Beispiel behandelt vier Varianten zahlenmäßig, womit das Tragverhalten und der Einfluß der Systemparameter auf die maßgebenden Antwortgrößen illustriert wird. Ferner wird auf Anwendungsmöglichkeiten der entwickelten Verfahren in anderen Bereichen des konstruktiven Ingenieurbaus hingewiesen.

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Die dynamische Untersuchung schlanker vertikaler Tragwerke mit einer oder mehreren verhältnismäßig großen, seitlich auskragenden und räumlich verteilten Massen, etwa Tragwerke aus einer Stütze und einem räumlichen Dach, Behälter und Türme, erfordert die Kenntnis der den Massen entsprechenden Drehmassen bezüglich der horizontalen, zur Erregungsrichtung rechtwinkligen Achse durch den jeweiligen Mittelpunkt. Da dem Verfasser solche Daten in der Fachliteratur nicht bekannt sind und die Festigkeitslehre nur ebene, nicht aber räumliche Aufgaben behandelt, werden Verfahren zur Ermittlung der Drehmassen aufgezeigt und, für geläufige räumliche flächenhafte und gedrungene Systeme, entsprechende einfache Formeln hergeleitet. Ferner werden Drehmassen zur Untersuchung von Torsionsschwingungen angegeben und abschließend zwei Anwendungsbeispiele behandelt.

Der Verformungs- und Schnittgrößenzustand des längs- und querbelasteten Biege-Schub-Stabs sind, einschließlich der Einflüsse einer Ausmittigkeit der Längslast und einer Vorverformung, eingehend untersucht und beschrieben, die Knicklasten und Schwingzeiten der Quereigenschwingungen hergeleitet. Für den Krag- und den an einem Ende festgehaltenen und am anderen seitlich verschieblich gelagerten Stab sind einfache Formeln der Antwortgrößen mit dimensionslosen Beiwerten angegeben. Es sind Vergleiche der Ergebnisse, die anhand unterschiedlicher Annahmen bezüglich der Richtung der Querkraft und der axialen Dehnungen bei der Schubbeanspruchung erhalten wurden, angestellt.

Für quadratische Deckenroste aus zueinander rechtwinkligen Einfeldbalken unterschiedlicher Längen und regelmäßig-vieleckige zyklisch symmetrische Roste aus Einfeldbalken sind einfache Formeln der maßgebenden Schnittkräfte und Durchbiegungen hergeleitet, das Tragverhalten analysiert, die Vor- und Nachteile besprochen und Vergleiche zu anderen geometrisch global ähnlichen Systemen angestellt.

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Für das seitlich belastete System aus zwei gekoppelten Stützen werden weitere Erkenntnisse über den Schnittkräftezustand gegeben und der Verlauf der Verformungsschnittgrössen längs der Systemhöhe und -querschnitte beschrieben.

Entwickelt wird die mechanische Analyse gegliederter beidseitig gelenkig gelagerter Balken aus durch Verbände gekoppelten Gurten. Für den Zweigurtbalken werden einfache exakte Formeln der Antwortgrößen aus einer sinusförmig verteilten Querlast, des Verzweigungswerts an den Balkenenden, den Einfluß der Verformung auf die Antwortgrößen aus der Querlast berücksicht, hergeleitet. Ferner werden die Antwortgrößen und die Eigenwerte des Balkens bei schubstarrem und schubschlaffem Verband bestimmt. Es wird gezeigt, daß die Antwortgrößen und Eigenwerte des Balkens als gewichtetes arithmetisches Mittel der jeweiligen Größen der Balken mit schubstarrem bzw. schubschlaffem Verband dargestellt werden können. Für den Mehrgurtbalken werden, indem die Gurte als dehnstarr angenommen werden, Näherungsformeln hergeleitet. Ein Zahlenbeispiel zeigt die praktische Anwendung und Einfachheit der entwickelten Theorie.