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Die Längskraftbeanspruchung von durchgehend geschweißten Schienen auf Brücken ist nach DIN-Fachbericht 101 auch für den Lastfall Tragwerksbiegung infolge Verkehrslast nachzuweisen. Für elastisch-plastische Kopplung zwischen Gleis und Tragwerk beschreibt der Aufsatz einerseits eine numerische Finite-Element-Lösung über äquivalente Temperaturdehnungen und andererseits eine exakte analytische Lösung in Form einer Steifigkeitsformulierung. Diese erfordert lediglich ein Minimum an Freiheitsgraden und ermöglicht darüber hinaus die Konzeption kompakter praxistauglicher Bemessungsdiagramme falls keine Rutschbereiche auftreten.

Die Längskraftbeanspruchung von durchgehend geschweißten Schienen auf Brücken für Lastkombinationen wird im DIN-Fachbericht 101, K.3.5, geregelt. Die Lastfälle werden jeweils einzeln für sich nichtlinear analysiert und anschließend durch Summation der Teilergebnisse zur Gesamtlösung zusammengefaßt. Diese Näherung wird hier durch eine korrekte Kombination zunächst der Lastfälle Temperaturdehnung plus Bremsen ersetzt. Dabei erweist sich der Wechsel des Längsverschiebewiderstandes von unbelastetem zu belastetem Gleis infolge Zugüberfahrt als zusätzlicher Lastfall.

Dieser Beitrag gilt dem Problemkreis “Abtragung von Längskräften auf Eisenbahnbrücken mit durchgehend geschweißtem Gleis”. Im Mittelpunkt stehen dabei die zusätzlichen Beanspruchungen zu den jahreszeitlichen Temperaturveränderungen, die sich bei der Zugüberfahrt infolge des Steifigkeitswechsels der Kopplung zwischen Gleis und Brückentragwerk ergeben. Dieses Phänomen wird zunächst an einem einfachen Ersatzsystem mit zwei Freiheitsgraden beschrieben und rechnerisch dargestellt.
Statische und dynamische Parameterstudien an einem realitätsnäheren Gleis-Tragwerk-Modell zeigen die Entwicklung der Schienenlängsspannungen und horizontalen Brückenauflagerkraft für die Lastfolge jahreszeitlicher Temperaturwechsel - Biegung des Tragwerks - Wechsel der Koppelsteifigkeit unter Einbeziehung der Verformungsgeschichte.

Longitudinal rail forces on railway bridges during passing of trains.
This paper is devoted to the field of longitudinal forces on railway bridges with continuously welded rails. Here, the focus is placed on stresses additional to those from seasonal temperature change due to the sudden change of the coupling stiffness between track and bridge when a train is running along the bridge. This phenomenon is first explained and realized numerically by means of a simplified two degree of freedom system.
Parameter studies, statically as well as dynamically, for a more realistic track-bridge model demonstrate the development of the longitudinal rail stresses and the horizontal bridge-support forces for the loading sequence seasonal temperature change - bending of the bridge - change of coupling stiffness with paying attention to the deformation history.

Der klassische Entwurf von Schwingungstilgern für Systeme ohne eigene Dämpfung basiert auf einem einfachen Formelsatz nach Den Hartog. Um diesen anwenden zu können, ist das System mit n Freiheitsgraden vorweg durch Modaltransformation auf n formal entkoppelte Einmassenschwinger abzubilden. Im Ergebnis der Tilgerauslegung für eine zu tilgende Eigenschwingungsform liegen die zwei zugeordneten Resonanzspitzen auf gleicher Höhe. Für Systeme mit eigener Dämpfung existieren keine geschlossenen Formulierungen, wohl aber verschiedene iterative Verfahren zur optimalen Tilgerauslegung. Andererseits ist bekannt, dass die Wirksamkeit eines Tilgers sehr sensibel ist bezüglich geringer Änderungen von Systemdaten; so z. B. dem Verhältnis &eegr; zwischen Erreger- und Eigenfrequenz. Da dieses Verhältnis häufig in gewissen Schranken schwankt, liegt eine Zufallsverteilung für &eegr; auf der Hand. Es wird gezeigt, dass eine klassische Tilgerdimensionierung selbst für Originalsysteme mit Eigendämpfung zu einer ebenso guten Schwingungstilgung führt wie eine Tilgerauslegung mit iterativen Optimierungsverfahren.

Design of tuned mass dampers for damped structures with uncertain excitation
The classical design of tuned mass dampers (TMD) for undamped systems goes back to Den Hartog. In order to use this analytical code, systems with n degrees of freedom have to be decoupled by a modal transformation into a series of n single-degree-of-freedom oscillators. Then the classical design results in amplification functions with two identical peaks for each selected modal oscillator. For damped systems no closed-form design codes are available; however several iterative optimization procedures have been published to minimize and equalize the peaks. On the other hand it is wellknown that the performance of TMDs is very sensitive with respect to the system's data; for example the relation &eegr; between eigenfrequency and excitation frequency. Since this relation is a rather uncertain quantity in several applications &eegr; is taken as stochastic variable. It will be shown that the classical design for TMDs even applied to damped structures performs as good as iterative optimization procedures.

Die Umlagerung von Schnittmomenten bei Durchlaufträgern im Stahlbetonbau beruht auf einer Anwendung des Traglastverfahrens und steigert die Wirtschaftlichkeit erheblich. Es wird ein Vergleich der Anwendungsvorschriften zwischen DIN 1045 und Eurocode 2 gezogen. Für die Anwendung auf Grundlage des EC 2 werden Umlagerungsschnittgrößen in Abhängigkeit von der Stahlsorte, der Betongüte und dem statischen System in tabellarischer Form vorgestellt.

Um einen objektorientierten, bauspezifischen Datenaustausch zwischen den verschiedenen Software-Werkzeugen des Bauingenieurs zu ermöglichen, wurde die Sprache ZAC definiert. Mit den zugehörigen Tools kann der Anwender Bauteile wie Fundamente, Unterzüge, Stützen unter verschiedenen Textsystem- und CAD-Oberflächen berechnen und konstruieren.

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In einer umfangreichen Versuchsreihe wird der Frage nachgegangen, ob die Bewehrungsanteile aus der Querkraftbeanspruchung und der Spaltzugbeanspruchung im Lasteintragungsbereich von Spannbetträgern (sofortiger Verbund) addiert werden müssen. Vorangestellt wird ein mechanisches Modell, basierend auf der Fachwerkanalogie, zur Beschreibung des inneren Gleichgewichts im Auflagerbereich.

Dieser Artikel geht der Frage nach, ob für die hygrothermische Analyse dreidimensionaler Details, wie die Auflager von Holzbalkendecken bei innen gedämmten Wänden, instationäre, zweidimensionale Simulationen ausreichend sind oder ob dreidimensionale Simulationen durchgeführt werden sollten. Zunächst wird die Validierung der verwendeten Software DELPHIN 6 mithilfe eines dreidimensionalen, stationären Testfalls aus der EN 10211 dargestellt. Anschließend kann anhand von detaillierten Messergebnissen aus Balkenauflagern eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Messung und Simulationsausgaben festgestellt werden. Thermisch können durch die dreidimensionale Berechnung praktisch keine genaueren Ergebnisse erzielt werden, die hygrischen Ergebnisse werden durch die dreidimensionale Berechnung etwas besser wiedergegeben. Für reale Planungsaufgaben sollten demnach zweidimensionale Simulationen ausreichend sein, sofern Simulationseinstellungen auf der sicheren Seite gewählt werden.

The investigation of the need for three-dimensional hygrothermal simulations.
This article discusses the question of whether transient, two-dimensional simulations are sufficient for the hygrothermal analysis of a three-dimensional detail, such as the supports of a wooden beam ceiling in an internally insulated wall, or whether three-dimensional simulations should be carried out. The validation of the software DELPHIN 6 is shown with the help of a three-dimensional, stationary test case from EN 10211, subsequently followed by a very good correlation between measurement and simulation output. This has been determined based on the detailed measurement results from beam supports. From the thermal point of view, no more precise results can be achieved by the three-dimensional calculations, however, the hygric results are somewhat better reproduced by the three-dimensional calculations. For planning real tasks, two-dimensional simulations should be sufficient, provided that the simulation settings are selected within the secure margins.

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Calcium silicate masonry is characterized by a high loadbearing capacity. Despite the widespread use of calcium silicate masonry units as a building material in Germany, there have been no studies to specifically improve its resistance to bullet impact, which would result in a new, very specialized market segment for threatened infrastructure. Within the scope of a research project, fundamental knowledge was gained about the influence of manufacturing parameters on the impact resistance of calcium silicate masonry units. The investigations showed that both the type and proportion of coarse aggregate and the forming pressure play a decisive role. Based on these findings, calcium silicate masonry units can now be specifically optimized with regard to high impact resistance.

In industry and plant engineering especially, high flexibility is required at joints between steel and concrete. According to current standards, the maximum number of fasteners is limited to an arrangement of 3 × 3 anchors on an anchor plate. The load-carrying behaviour of large anchor plates under tension, shear and restraining forces was investigated within the scope of the research project “Large Anchor Plates with Headed Studs for Highly Stressed Constructions in Industry and Plant Engineering”. This paper describes the research results obtained at the University of Stuttgart for large anchor plates under shear loading. Findings for large anchor plates under tension and restraining forces are given in [20], which were mainly investigated at the University of Kaiserslautern.
The shear behaviour and distribution of forces within the anchor plate are crucial issues in the development of a design concept for steel-to-concrete joints with large anchor plates. The influence of different parameters, such as the dimensions of the anchor plate, the embedment depth of the headed studs or the eccentricity of the shear force, have been studied in several test series. Supplementary reinforcement was placed close to the headed studs in tension to strengthen the load-carrying capacity of the joint. The distribution of the shear forces has been assessed by means of numerical investigations together with the influence of further parameters such as concrete strength and reinforcement ratio. With regard to the load distribution within the anchor plate, elastic and plastic design approaches have been taken into account.
Based on these studies, a suitable design model has been developed for steel-to-concrete joints with large anchor plates and a higher number of fasteners than originally permitted. Owing to the consideration of supplementary reinforcement, in addition to the plastic design approach, an alternative economical solution is given which links the component method according to EN 1993-1-8 to the fastener technique according to EN 1992-4.

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In 2007 the Austrian architectural firm Coop Himmelb(l)au won an international competition with its design idea for a monolithic, “slightly twisted” structure with a multifunctional façade. This design has been largely retained. The organization of the volumes and the urban planning positioning could also be essentially implemented.
As a cultural centre, the building unites two independent institutions under one roof: the Museum of Contemporary Art (MOCA) and the Planning Exhibition (PE). Both institutions are housed in rectangular volumes under a covered plaza. Also included are community areas such as an auditorium, conference rooms, multifunctional exhibition halls and service areas. Ramps and escalators lead from the large entrance area to the main level at +10 m. This marks the starting point for tours of the museums. There is a silvery, shiny, softly shaped “cloud” in the centre which accommodates a café, bookstores and a museum shop. It also connects the exhibition rooms over several floors via bridges and ramps.
The transparent façade highlights the main entrance and circulation zone between the two buildings and allows unobstructed views between the inside and outside. The open, column-free exhibition areas with heights from 6 to 17 m also strengthen the impression of a generous design concept.

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Bei dünnwandigen Konstruktionen kann das örtliche Beulen des Querschnittes die Tragfähigkeit beeinflussen. Örtliches Beulen vermindert dann nicht nur die Querschnittstragfähigkeit, sondern wirkt sich auch auf das globale Stabilitätsverhalten aus. Bei Biegung um die y-Achse kann bei I-Profilen global Biegedrillknicken auftreten. Um ein Verfahren beurteilen zu können, das rechnerisch das Biegedrillknicken berücksichtigt, ist es zunächst erforderlich, die Querschnittstragfähigkeit eines örtlich beulenden I-Profils zutreffend zu beschreiben. Zur Klärung wurden deshalb Versuche am Fachgebiet Stahlbau der TU Berlin durchgeführt. Ergänzende FE-Berechnungen erlauben es, den Einfluß von Imperfektionen zu quantifizieren. So kann eine neue Beulkurve der Verfasser für dreiseitig gelagerte Querschnittselemente auch für den hier vorliegenden Fall experimentell abgesichert werden. Darauf aufbauend werden Versuche aus der Literatur, bei denen Biegedrillknicken auftrat, ausgewertet. Es wird gezeigt, daß eine modifizierte Q-Faktor-Methode die Tragmomente zufriedenstellend wiedergibt.

In neuester Literatur werden Zweifel geäußert, ob die in DIN 18800-1 und Eurocode 3 ähnlich geregelten grenz (b/t)-Werte für das Verfahren Elastisch-Plastisch bzw. Querschnittsklasse 2 ausreichend sicher sind. Es wurden eigene numerische Berechnungen durchgeführt, die auf einer Systematisierung der Anforderungen zur Aktivierung der plastischen Querschnittsreserve beruhen und deren Ergebnisse exemplarisch durch Versuche überprüft wurden. Die so ermittelten Ergebnisse zeigen zwar gewisse Unzulänglichkeiten der derzeitigen Regelungen auf, geben jedoch nicht genügend Anlaß, die derzeitigen Grenzwerte zu verschärfen.

In neuester Literatur werden Zweifel geäußert, ob die in DIN 18800 und Eurocode 3 verwendete Winter-Kurve ausreichend den Einfluß von Imperfektionen auf das Tragverhalten normalspannungsbeanspruchter, beulgefährdeter Querschnittselemente berücksichtigt. Basierend auf früheren Forschungsarbeiten und eigenen Untersuchungen werden Einflüsse der Lagerung, des Seitenverhältnisses und von Eigenspannungen auf die Traglast diskutiert. Es ergibt sich ein Widerspruch zwischen numerisch ermittelten Traglasten und den empirischen Erfahrungswerten. Dieser kann nur dadurch aufgelöst werden, daß anstatt von schlimmstmöglichen, nur anregende Imperfektionen in Ansatz gebracht werden. Eine Zuschärfung der in den Normen verwendeten Beulkurven wird als nicht notwendig erachtet.

Mit Hilfe der Fließlinientheorie lassen sich die Versagensmechanismen beulgefährdeter Konstruktionen rechnerisch erfassen. Insbesondere die dreiseitg gelagerte Platte als Flansch von beulgefährdeten I- und U-Profilen zeigt in Traglastversuchen einen ausgeprägten plastischen Faltmechanismus. Durch den Vergleich von Last-Durchbiegungskurven, die zu einem linearelastisch und zum anderen mit der Fließlinientheorie ermittelt wurden, ergibt sich ein sehr guter Einblick in das Tragverhalten von beulenden, dreiseitig gelagerten Platten. So ist es möglich, die Güte und Grenzen der derzeit verwendeten Beulkurven für unausgesteifte Elemente aufzuzeigen. Beulkurven, die nach den Normen der Elastizitätstheorie zugeordnet werden, behalten solange ihre Gültigkeit, bis es aufgrund eines plastischen Faltmechanismus zu einem Traglastabfall kommt. Dabei kann die Traglastdehnung in Abhängigkeit von der Belastung auch im plastischen Bereich liegen. Anhand von zwei Beispielen wird erläutert, wie so die Last-Stauchungskurve bis über das Versagen hinaus berechnet werden kann.

Die alleinige Belastung eines dünnwandigen I-Profils durch Biegung um die schwache Achse ist gut geeignet, die Güte der Methode der wirksamen Breite zu prüfen. Sowohl die Aufteilung der wirksamen Breiten als auch die Berücksichtigung plastischer Bereiche wirkt sich hier signifikant aus. Am Fachgebiet Stahlbau der TU Berlin wurden deshalb 16 Versuche zur Klärung durchgeführt und ein geeignetes FEM-Modell für weitere Studien entwickelt. Die Ergebnisse werden mit den Regelungen der DIN 18 800 und des Eurocode 3 sowie einem neuen Ansatz von Brune verglichen. Darauf aufbauend wird ein eigener Berechnungsansatz vorgestellt, der die Tragmomente befriedigend annähert.