Eisenbahnbrücken, insbesondere im Hochgeschwindigkeitsbereich, müssen enormen funktionalen Anforderungen genügen. Gleichzeitig prägen gerade die großen Talbrücken der Neubaustrecken sehr stark die Landschaft, so dass neben den technischen Aspekten auch die gestalterischen Fragen einen sehr hohen Stellenwert haben. Auf der Eisenbahn-Neubaustrecke zwischen Erfurt und Leipzig/Halle werden derzeitig mehrere Talbrücken nach neuen Entwurfskonzepten realisiert, welche die technischen und baukulturellen Ansprüche vereinen. In diesem einführenden Beitrag werden die außerordentlich vielschichtigen Rahmenbedingungen aus dem geltenden Regelwerk, dem Finanzierungs- sowie Vergaberecht und der hoheitlichen Bauaufsicht erläutert und die im Projekt erfolgte Umsetzung dargelegt. Ergänzend erfolgt beispielhaft eine Gegenüberstellung der ursprünglich geplanten und abschließend in die Realisierung geführten Bauwerksentwürfe der Scherkondetalbrücke und der Unstruttalbrücke. In nachfolgenden Aufsätzen ist geplant, die Entwurfskonzepte und die technischen Besonderheiten einzelner Brückenbauwerke der NBS Erfurt - Leipzig/Halle im Detail wiederzugeben.

Eine Rißbildung in der Betondeckung längs der Bewehrungsstäbe hat einerseits negative Einflüsse auf die Gebrauchstauglichkeit und kann andererseits auch Hinweise auf Probleme bezüglich der Tragsicherheit von Stahlbetontragwerken liefern. Ursache für diese Längsrißbildung sind im allgemeinen die bei sehr oberflächennah verlegter Bewehrung aufgrund des wirksamen Verbunds induzierten Zugspannungen im unmittelbaren Bereich der Bewehrungsstäbe und damit auch in der Betondeckung. Die Verfasser stellen hier ein Modell zur Beschreibung des Tragverhaltens dickwandiger Betonzugringe vor, das ermöglicht, die Entwicklung einer derartigen Längsrißbildung abzuschätzen und damit auch Rückschlüsse auf die Tragfähigkeit von Endverankerungen und Stößen mit minimalen Betondeckungen erlaubt.

The Lattice Boltzmann method is increasingly used in the computational modeling of a wide variety of complex fluid flow problems. Macroscopic quantities like fluid density, velocity, or stress are expressed as moments of a distribution function. The approach can be adopted to simulate non-Newtonian fluids. Laboratory tests on liquefied sand show a shear-thinning behavior, i.e. decreasing viscosity with increasing shear strain rate. Geophysical flows show similar behavior. In the paper, the rheological behavior of the liquefied soil is characterized by means of a non-linear model with upper and lower limiting values of the fluid viscosity. The main features of the applied numerical procedure are described. Typical situations are simulated such as liquefaction-induced flow in a shaking table test, slope failure, and flow around a rigid wall embedded in liquefied soil. The results enable the qualitative assessment of the resulting displacement patterns.

Simulation von verflüssigtem Sand mit der Gitter-Boltzmann-Methode.
Gitter-Boltzmann-Methoden werden zunehmend für die numerische Simulation einer Vielzahl von komplexen hydrodynamischen Problemstellungen angewandt. Makroskopische Eigenschaften wie Flüssigkeitsdichte, Geschwindigkeit oder Spannung werden als Momente einer Verteilungsfunktion dargestellt. Das Verfahren kann eingesetzt werden, um nicht-Newtonsche Fluide zu modellieren. Laborversuche an verflüssigtem Sand zeigen ein scherverdünnendes Verhalten, d. h. abfallende Viskosität mit zunehmender Scherdehnungsrate. Geophysikalische Strömungen verhalten sich ähnlich. In der Arbeit erfolgt die rheologische Charakterisierung des verflüssigten Bodens mittels eines nichtlinearen Modells mit oberen und unteren Grenzwerten für die Viskosität. Die wesentlichen Merkmale der eingesetzten numerischen Methode werden beschrieben. Typische Situationen, wie verflüssigungsinduziertes Fließen in einem Rütteltischversuch, das Versagen einer Böschung sowie das Fließen um eine Wand in verflüssigtem Boden werden simuliert. Die Ergebnisse ermöglichen eine qualitative Erfassung der maßgebenden Verformungsmechanismen.

In modernen Deponien stellen mineralische Abdichtungsschichten eine wesentliche Konstruktionskomponente dar, um die dauerhafte Trennung zwischen Deponieinhaltsstoffen und der Umwelt zu sichern. Die mineralische Abdichtung darf somit ihre Funktionsfähigkeit insbesondere gegenüber äußeren Einwirkungen nicht verlieren. Maßgebende Einwirkungen sind in diesem Zusammenhang Verformungen der Abdichtung, hervorgerufen durch Last- und Eigensetzungen im Untergrund bzw. im Deponiekörper. Die z. Zt. geltenden Deponierichtlinien (z.B. TA Abfall) berücksichtigen die genannten Einwirkungen und fordern diesbezüglich eine ausreichende Verformbarkeit mineralischer Abdichtungsschichten. Eine geeignete, ingenieurmäßig handhabbare Formulierung zum Nachweis der Verformbarkeit steht jedoch noch nicht zur Verfügung. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird auf der Grunslage von Modell- und Elementversuchen ein Nachweisverfahren hergeleitet, das nachfolgend vorgestellt wird.

Der derzeitige Kenntnisstand zum Systemverhalten von mit Lockermassen versetzten Füllsäulen alter Tiefbauschächte ist durch die Untersuchungen der WBK aus den 1970er-Jahren geprägt. Die damals erzielten Ergebnisse fanden Eingang in die fachspezifischen Richtlinien der Bergbehörde und manifestierten die mit Lockermassenfüllsäulen verbundene, besondere Gefahrensituation, z.B. über die Vorgabe eines Sogansatzes bei der Bemessung von Schachtabdeckungen.
Im Zuge der Aufstellung eines Risiko-Managementsystems zum Umgang mit bergbaulichen Tagesöffnungen der RAG ergab sich die Notwendigkeit einer differenzierten Neubewertung der Lagestabilität von Lockermassenfüllsäulen. Hierzu wurde u.a. die Durchführung von Zentrifugen-Modellversuchen mit Variation verschiedener Modellparameter konzipiert. In diesen Versuchen sollen insbesondere die Voraussetzungen bzw. die Auslöser für das plötzliche Auslaufen von Lockermassenfüllsäulen ermittelt werden. Im vorliegenden Beitrag werden die erzielten Ergebnisse und daraus getroffenen Ableitungen vorgestellt, aus denen eine differenzierte Sichtweise auf die Gefährlichkeit von Lockermassenfüllsäulen erkennbar ist.

Investigations on stability behaviour of non-cohesive filled shafts.
State-of-the-art knowledge on stability of abandoned mining shafts filled with mostly granular, low cohesive materials is based on model testing by WBK in the 1970ies. Results from this research are incorporated in specific recommendations of the mining authorities, e.g. assuming suction load on shaft covering slabs. While introducing an active risk managing procedure on abandoned shafts, RAG decided to relaunch research activities on this topic. Using a geotechnical centrifuge facility, a comprehensive test series was performed with major results presented in this paper that lead to an updated view on fill stability in abandoned mining shafts.

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Die wesentlichsten Änderungen in der Norm DIN 1053-100 (2006), die dem Anwender direkt ins Auge fallen, betreffen das Sicherheitskonzept. Obwohl das Teilsicherheitskonzept im konstruktiven Ingenieurbau - z. B. im Bereich des Stahlbaus oder auch im Stahlbetonbau - schon seit längerem Grundlage der einschlägigen Vorschriften ist, stellt es für den Mauerwerksbau einen entscheidenden Einschnitt und eine wesentliche Veränderung dar. Insbesondere aus der Tatsache, daß durch eine unterschiedliche Belegung von horizontalen und damit Biegung erzeugenden veränderlichen Einwirkungen im Vergleich zu ständigen, Druck erzeugenden und damit rückdrehenden Einwirkungen, im Vergleich zu der Vorgehensweise mit globalem Sicherheitskonzept in DIN 1053-1 (1996), neue Kombinationen und Bemessungssituationen möglich werden, ergeben sich für den Mauerwerksbau wichtige Herausforderungen. Diese begründen sich in diesem Fall aus den ungünstigeren rechnerischen Exzentrizitäten in Kombination mit dem Fehlen von Zugfestigkeiten senkrecht zur Lagerfuge, wodurch sich infolge reduzierter Überdrückungsflächen ungünstigere Spannungs- und Dehnungsverteilungen im Querschnitt ergeben. Inwieweit diese Änderungen bemessungsrelevant werden, ist jeweils im Einzelfall zu bestimmen.

Die experimentelle Überprüfung der Schubtragfähigkeit geschosshoher Wände dient dem Ziel, neben der Bestimmung der Tragfähigkeit an sich auch das Trag- und Verformungsverhalten unter kombinierter N-M-V-(Normalkraft-Momenten-Horizontalkraft)-Beanspruchung zu untersuchen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Versuchen nach dem vereinheitlichten Schubprüfverfahren des DIBt wird nicht eine Schubfestigkeit bestimmt, sondern das Ergebnis stellt die Schubtragfähigkeit des Bauteils insgesamt dar. Dieser Wechsel entspricht auch der Weiterentwicklung in der Normung, bei der die rechnerischen Nachweise als Vergleich von Tragfähigkeiten erfolgen.
Entscheidend für die Güte der Versuchsergebnisse sind die Randbedingungen in Form der Konstruktion der Versuchsstände, der Ausbildung der Lasteinleitungsdetails und der Versuchsdauern. Es werden nachfolgend Angaben zu der Lastgeschichte für statisch-monotone und statisch-zyklische Versuchsdurchführungen gegeben.
Mit Hilfe der beschriebenen Schubprüfungen kann das Verhalten von Mauerwerkswänden unter kombinierter Beanspruchung realitätsnah experimentell untersucht werden und künftig Basis von individuellen Bemessungs- und Anwendungsregeln sein.

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For the structural design of masonry according to Eurocode 6 with the associated German national annex, the simplified method and the further simplified calculation method in Annex A are available. These procedures provide tools that can be used in practice to design standard cases quickly and easily. One feature of the verification of masonry walls under compressive loading is that no bending moments in the walls have to be determined as part of the determination of section forces and moments since the verification of the load-bearing capacity of the wall is based solely on the acting vertical force. The effects of floor end restraint and buckling are dealt with by simple equations. One new feature of verification according to Eurocode 6 is that the effect of partially supported floors on the load-bearing capacity of the wall can be included directly. The code is compact and simple to use and the further simplified calculation method is predestined for verification by manual calculation.

The design and detailing of masonry buildings was usually undertaken in the past using the simplified procedure in Section 6 of DIN 1053-1 (1996-11). With the changeover to the new European code, a new procedure has been made available with the simplified calculation method of DIN EN 1996-3, which promises similarly simple and safe handling for the user. The practical implementation of this new code has been underway for some time. The article investigates the standard design cases and explains the innovations and alterations compared to DIN 1053-1.

Die Regelungen im vereinfachten Verfahren von Eurocode 6, Teil 3 [4] mit dem zugehörigen Nationalen Anhang erlauben es, in wenigen Schritten rechnerische Nachweise von Mauerwerksbauteilen durchzuführen. Anhand mehrerer Bauteilnachweise aus der Praxis wird im Folgenden die Nachweisführung nach dem vereinfachten Verfahren dargestellt. Es ist erkennbar, dass bei Einhaltung der Anforderungen an das vereinfachte Verfahren sich die rechnerische Nachweisführung sehr einfach gestaltet und der größte Zeitaufwand in der Lastermittlung der einzelnen Bauteile liegt. Eine weitere Vereinfachung, die jedoch etwas stärkere Einschränkungen des Anwendungsbereiches bedingt, ist durch das im Anhang A angegebene sog. stark vereinfachte Verfahren gegeben.

Design examples - Analysis according to simpified calculation methods.
Using the simplified calculation methods for unreinforced masonry structures of Eurocode 6-3 is a very quick and easy way to design unreinforced masonry structures. In the following paper several examples of the design of strucutral members are given. Practical experience shows that the main effort of the design process results from the structural analysis and the determination of the axial force in the masonry walls. A further simplification ist possible for strucutres according to annex A.

The combination of experiments and numeric description in a test makes it possible to realistically investigate almost any type of system subjected to dynamic loading without requiring the extremely expensive device of a shaking table. With the numeric approach it is possible to examine the behaviour of even very large and complex structures, thus reducing the experimental investigations to the essential part of the system - for example, bracing masonry walls. This test method has proved to be very helpful, particularly for the investigation of seismic loading, and it allows the synchronous examination of several force and displacement variables (horizontal, vertical, rotational). A new laboratory is presented for the investigation of full-scale building structures up to three storeys high.

The paper presents results of a series of 6 in-plane shear tests on storey-height clay unit masonry panels [1] with thin-layer mortar, carried out in addition to previous test campaigns [2], [3], and [4]. The walls were constructed with unfilled thermally insulating clay units with a thermal conductivity of &lgr; quals; 0.09 W/(m · K).
The current design rules for clay unit masonry according to DIN EN 1996-1-1/NA [5] are conservative compared to the presented test results for thermally insulating clay unit masonry.

The paper presents the results of a series of 6 shear tests on full scale highly thermal insulating clay unit masonry walls. The walls consisted of units with large voids filled with mineral wool with a thermal conductivity of &lgr; = 0,07 W/(m · K).
The aim of the investigations was the verification of the in-plane-shear resistance of this type of thermal insulating clay unit masonry in addition to the tests reported in [1].
The current design rules for clay unit masonry in DIN EN 1996-1-1/NA are rather conservative compared to the test results for thermal insulating units.

Der Petriplatz in Berlin zählt zu einem der frühesten Besiedelungsorte Berlins aus dem 12. Jh. In diesem Bereich wird im Auftrag des Berliner Senats aktuell das Archäologische Haus errichtet, welches die mit dem Ort verbundenen Funde integrieren und den Besuchern direkt zugänglich machen soll. Die oberirdischen Geschosse werden als archäologische Werkstätten und Sammlungsräume dienen und einen Vortragssaal aufweisen. Die gewählte Konstruktion des siebengeschossigen Gebäudes passt sich den örtlichen Randbedingungen an: So erfolgt die Gründung auf Bohrpfählen, um den Eingriff in die Fundstätte zu minimieren und gleichzeitig Elemente für die Geothermie zu schaffen. Aus der statischen Funktion sowie den Brandschutzanforderungen und dem Schutz gegen Außenlärm ergab sich die Notwendigkeit, die Tragkonstruktion massiv in Stahlbeton auszuführen. Als quasi monolithischer Außenwandaufbau im Regelbereich wurde eine neue Systematik mittels tragender Stahlbetoninnenschale und nicht tragender Ausfachung aus hochwärmedämmendem Planziegelmauerwerk entwickelt. Neben dem Lastabtrag waren insbesondere die Themen der Rissesicherheit, der Ausführung und des Zusammenwirkens von Beton und Mauerwerk zu beachten.

The paper presents the results of 20 shear tests on full scale thermal insulating clay unit masonry walls. The types of units used (units with large chambers filled with mineral wool pads and units with small corings filled with mineral wool granulate) as well as the tested wall geometries and vertical loads are representative of the most common wall constructions currently used in housing in Germany.
The aim of the investigations was the verification of the shear resistance of thermal insulating clay unit masonry under realistic conditions and comparison with the design rules in the codes and national technical approvals.
The current design rules for clay unit masonry in DIN EN 1996-1-1/NA are rather conservative compared to the test results for thermal insulating units.

Beschrieben werden experimentelle Untersuchungen an axial gedrückten, allseitig gelagerten (Naviersche Randbedingungen), versteiften Platten mit konstanter und linearer Stauchung der Endquerschntitte. Ein Vergleich der Versuchsergebnisse mit den Beulsicherheitsnachweisen nach der DASt-Richtlinie 012 ergibt, daß große geometrische und strukturelle Imperfektionen durch die Forderungen der Richtlinie bei Modellen mit Blechversagen abgedeckt werden, während das bei Modellen mit Steifenversagen nur dann der Fall ist, wenn die Forderungen des Abschnitts 14.6 der Richtlinie verschäft werden.

Ein mehrgeschossiges Firmengebäude in Berlin wurde in Holz- und Holz-Beton-Verbundbauweise errichtet. Die sichtbare Konstruktion aus Brettschichtholz erstreckt sich teilweise über vier Etagen und erforderte eine Auslegung der Brandsicherheit nach R90. Entworfen wurde das Gebäude durch die Roswag Architekten, die Konzeption für die Holzkonstruktion sowie die Holz-Beton-Verbunddecken erfolgte durch die Stephan Holzbau GmbH. Eine besondere Herausforderung stellten die Knotenpunkte dar, bei denen die hohen Stützenlasten durch die Durchlaufträger aus Brettschichtholz hindurchzuleiten waren. Hierfür kam eine Sonderlösung mit Polymerverguss zum Einsatz. Bohrungen, quer zur Spannrichtung, wurden mit einem hochfesten Polymerverguss gefüllt, die Lasten konnten auf kleinem Raum über diese integrierten Vergusssäulen durch den Träger hindurch weitergeleitet werden. Die Querschnittsreduzierung bleibt äußerst gering und somit die Durchlaufwirkung erhalten. Bauseitig bestanden sehr hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit. Die geringen Bauteiltoleranzen der Sichtkonstruktion waren problemlos über den CNC-Abbund und Verguss im Werk steuerbar. Durch den Einsatz von Polymerverguss konnten die Kosten für diese Verbindung, verglichen mit einer Standardlösung mit Stahleinbauteilen, um ca. 30 % reduziert werden. Im Artikel werden Ansätze und Lösungen für die Holz-Beton-Verbunddecken und die Knotenpunkte vorgestellt sowie nähere Ausführungen zu deren Anwendungspotenzial auf Grundlage der Entwicklungsarbeit der Professur Holz- und Mauerwerksbau gegeben.

Timber construction engineering for multiple storey buildings
A multiple storey industrial building was erected in Berlin with timber and timber-concrete-composite technology. The load bearing system made of glued laminated timber has a height of four floors in visual quality and with a fire resistance level of R90. The design was done by Roswag architects, the load bearing system with timber and TCC ceilings was developed by Stephan Holzbau GmbH.
A special challenge are the joints of the post and lintel construction. The high load impact from the posts had to be transfered by the continuing timber lintels. Therefore, a special solution was found in a polymer compound grout with a very high compression resistance. Drill holes, perpendicular to the grain, were filled with the grout to produce integrated columns. Hence, the impact to the cross section of the glulam lintel is low and the load bearing system transfer still works without limitations. Due to the pre-fabrication and computer-aided wood-working in the workshops of Stephan Holzbau it was possible to meet the very high standards of visual appearance and precision of the construction. Furthermore, the cost of the joints could be reduced by about 30 % compared to usual steel details.

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