Inspection and maintenance of concrete bridges is a major cost factor in transportation infrastructure, and there is significant potential for using information gained during inspection to update predictive models of the performance and reliability of such structures. In this context, this paper presents an approach for assessing and updating the reliability of prestressed concrete bridges subjected to chloride-induced reinforcement corrosion. The system deterioration state is determined based on a Dynamic Bayesian Network (DBN) model that considers the spatial variability of the corrosion process. The overall system reliability is computed by means of a probabilistic structural model coupled with the deterioration model. Inspection data are included in the system reliability calculation through Bayesian updating on the basis of the DBN model. As proof of concept, a software prototype is developed to implement the method presented here. The software prototype is applied to a typical highway bridge and the influence of inspection information on the system deterioration state and the structural reliability is quantified taking into account the spatial correlation of the corrosion process. This work is a step towards developing a software tool that can be used by engineering practitioners to perform reliability assessments of ageing concrete bridges and update their reliability with inspection and monitoring data.

Die Bemessung von Anschlüssen und Verbindungen unter vorwiegend ruhenden Beanspruchungen ist in Teil 1-8 des Eurocode 3 geregelt, dessen deutsche Fassung als DIN EN 1993-1-8 im Juli 2005 veröffentlicht wurde. Neben Bemessungs- und Konstruktionsregeln für elementare Verbindungsmittel wie Schrauben, Nieten, Bolzen und Schweißnähten, wird in DIN EN 1993-1-8 auch die Klassifizierung und Berechnung von geschraubten Stirnplattenverbindungen sowie die Bemessung von Hohlprofilknoten geregelt.
In dem vorliegenden Beitrag werden zum einen die grundlegenden Bemessungs- und Konstruktionsregeln für geschraubte Anschlüsse und Verbindungen nach DIN EN 1993-1-8 vorgestellt und zum anderen die Klassifizierung und Berechnung von Stirnplattenverbindungen nach der Komponentenmethode erläutert.

Bolted joints and connections according to Eurocode 3.
The German version of Eurocode 3 part 1-8 was published in July 2005 as DIN EN 1993-18 and provides design and construction rules for bolted joints and connections under static loads. Furthermore, DIN EN 1993-1-8 provides detailed application rules for the classification and the design resistance of end plate connections and for the design resistance of hollow section joints.
The present paper gives an overview on the basic design and construction rules for bolted joints according to DIN EN 1993-1-8 and explains the basic principles of the component method.

Die Verwendung hochfester Betone für Bauwerke, die nicht vorwiegend ruhenden Beanspruchungen ausgesetzt sind, wird durch die derzeitigen normativen Regelungen und die damit verbundenen erheblichen Abminderungen der Rechenwerte der Druckfestigkeit unter Ermüdung erschwert. Um den Ermüdungswiderstand dieser Betone zukünftig weiter zu untersuchen, bedarf es u. a. Erkenntnisse zur Probekörpergeometrie. Denn es besteht die Frage, wie sich die Ergebnisse aus Ermüdungsprüfungen zu einer begründeten und sicheren Aussage zum Ermüdungswiderstand des Betons im Bauwerk übertragen lassen bzw. wie die Ermüdungsprüfung gestaltet werden muss, damit solche Aussagen möglich werden. Im Rahmen dieses Artikels werden erste Erkenntnisse zum Einfluss der Probekörpergröße auf das Ermüdungsverhalten von zwei hochfesten Betonen vorgestellt. Dabei werden Zylindergrößen von d/h = 60/180 mm und 100/300 mm unterschieden. Es zeigte sich, dass insbesondere für bezogene Oberspannungen von So ≤ 0,7 die kleineren Probekörper deutlich höhere Bruchlastwechselzahlen erreichten. Allein eine Normierung der im Ermüdungsversuch aufgebrachten Beanspruchungen auf die Druckfestigkeit der jeweiligen Probekörpergröße konnte den Größeneinfluss nicht ausgleichen. Demnach müssten weitere Effekte für diese Beobachtung verantwortlich sein. Jedoch lässt sich schlussfolgern, dass die Probekörpererwärmung während des Ermüdungsversuchs einen entscheidenden Einfluss auf die im Probekörper vorherrschenden Spannungszustände und somit auf den Ermüdungswiderstand besitzt. Solche Einflüsse näher zu untersuchen, ist Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten.

Investigations on the influence of the specimen size on the fatigue resistance of high-strength concrete
The use of high-strength concrete for structures which are exposed to cyclic loading can be inefficient by the present normative regulations due to a considerable reduction of the compressive strength. For further investigations of the fatigue resistance for those concretes, the knowledge about the influence of the specimen geometry is required. The question is how the results of fatigue tests in the laboratory can be transferred to the fatigue resistance of concrete in structures. In this article, the first findings on the influence of the specimen size on the fatigue behavior of two high-strength concretes are presented. Therefore, cylinder sizes of d/h = 60/180 mm and 100/300 mm were tested. It has been shown that the smaller test specimens lead to significantly higher numbers of cycles to failure, especially for related stress ranges of So ≤ 0.7. The normalization of the applied fatigue stresses to the compressive strength of the respective specimen size does not seem to compensate the influence of the size. However, it can be assumed that the specimen temperature during the fatigue test could have a decisive influence on the stress conditions in the specimen and thus on the fatigue resistance.

Die Ermüdungseigenschaften von Beton werden in den meisten Fällen mithilfe sogenannter Einstufenversuche untersucht. Dabei wird eine Betonprobe mit einer konstanten Mittellast beaufschlagt, der nachfolgend eine oszillierende Schwingbeanspruchung überlagert wird. Um den Zeitaufwand für diese Versuche zu minimieren, wird eine möglichst hohe Belastungsfrequenz angestrebt. Allerdings wurde durch einige Forschungsarbeiten deutlich, dass die Belastungsfrequenz einen Einfluss auf die ertragbaren Lastwechsel von Beton hat. Die Auswertung von in der Literatur dokumentierten Versuchen ergab, dass die Ermüdungsfestigkeit, analog zur Betondruckfestigkeit bei einmaliger Belastung, scheinbar maßgeblich von der Dehngeschwindigkeit abhängt. Diese Erkenntnis erlaubt zum einen eine relativ einfache Umrechnung von Versuchsergebnissen, die mit hohen Prüffrequenzen gewonnen wurden. Zum anderen kann damit eine Grenzfrequenz für Ermüdungsversuche in Abhängigkeit von der Schwingbreite bestimmt werden.

About loading frequency and stress rate influences on fatigue strength of concrete
The fatigue behavior of concrete is mostly studied on the basis of constant amplitude tests. Constant maximum and minimum stresses are applied to concrete specimens during these tests. In addition, high loading frequencies are used in order to minimize the test duration. However, the loading frequency has an influence on the number of load cycles to failure. A study of fatigue tests documented in the literature has shown that the fatigue strength of concrete depends on the strain rate like the compressive strength due to single loading. With this consideration it becomes possible to convert test results with different loading frequencies into each other. Furthermore, a frequency limit can be determined depending on the stress range.

Der Mauerwerksbau ist eine der ältesten Bauweisen überhaupt und überzeugt durch hohe Dauerhaftigkeit und Sicherheit auch unter extremen Umgebungsbedingungen. In dem vorliegenden Beitrag wird zu Beginn diesbezüglich zurückgeblickt auf die römischen und mittelalterlichen Stadtbauweisen hinsichtlich ihres Verhaltens bei Bränden. Dominierend sind damals wie heute in jeder Hinsicht die Nichtbrennbarkeit und die hohe Festigkeit des Materials bei länger andauernden Temperatureinwirkungen.
Hinsichtlich der bauordnungsrechtlichen Anforderungen und deren Umsetzung hat es in den letzten Jahren Veränderungen gegeben, die im Zusammenhang mit einer Neuordnung der Gebäudeklassifizierung und dem europäischen Normungsprozess stehen. Bei der Einteilung der Gebäude ist eine neue Klasse mit einer Fußbodenhöhe bis 13 m über Oberkante Gelände eingeführt worden ([1] bis [3]). Gleichzeitig sind die brandschutztechnischen Anforderungen bis einschließlich dieser Gebäudeklasse mit der Feuerwiderstandsanforderung “hochfeuerhemmend” abgesenkt worden. Es ist damit auch der Einsatz brennbarer Baustoffe für tragende Konstruktionen, allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen, möglich, was das ehemals vorhandene hohe Sicherheitsniveau in diesem Bausegment abmindert. Durch den Einsatz von Mauerwerk ist es aber trotzdem möglich, den ursprünglich hohen Standard auch weiterhin beizubehalten. Neuere Entwicklungen in der Mauerwerksindustrie haben derzeit soweit geführt, dass die Wandmaterialien neben einem sehr guten Brandschutz auch ohne zusätzlichen bzw. mit sehr geringem zusätzlichen Wärmeschutz bereits Passivhausqualität erreichen und als High-Tech-Bauteile gelten.
Die bauordnungsrechtlichen Brandschutzanforderungen können sowohl mit Hilfe der deutschen als auch des europäischen Brandschutznormen umgesetzt werden (s. hierzu [4] bis [7]). Die europäischen Brandschutznormen enthalten einerseits ein System der Klassifizierung von Baustoffen und Bauteilen, jedoch in wesentlich differenzierterer Form als bisher in Deutschland üblich. Andererseits gestatten Bemessungsnormen für den Brandfall auch die rechnerische Nachweisführung, was dem Architekten bzw. dem Ingenieur mehr Freiheiten gibt. Diesbezüglich fehlen aber vor allem die zugehörigen Materialkennwerte in Abhängigkeit von den hohen Temperaturen, welche bei Bränden zu erwarten sind. Derartige Berechnungen sind u. a. auch dazu geeignet, die früheren Bauteilklassifizierungen nach den Brandschutzanforderungen des Eurocodes 6 neuerlich zu validieren.

Es wird über Hochtemperaturuntersuchungen an Normalbeton berichtet. Es werden Messungen zum Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Beton bei hohen Temperaturen, zur Frage der Zwangskraftentwicklung in dehnungsbehinderten Bauteilen, zum Übergangskriechen bei instationärer Temperaturbeanspruchung und zum Hochtemperaturkriechen von Beton oberhalb 100 °C vorgelegt und diskutiert.

Über die Konstruktion und Bauausführung von zwei Treppenhaustürmen mit 134 m Höhe mit Hilfe der Gleitschalungstechnik.

Die Verwendung von Hochleistungsbetonen hat in den letzen Jahren weltweit einen enormen Trend nach oben erfahren. Innovativen Unternehmen und Labors ist es zu verdanken, daß diese Entwicklungen basierend auf soliden Untersuchungen stetig fortgeführt werden. Ultrahochfeste Betone stellen dabei die letzte Stufe dieser Forschungsentwicklung dar.
Permeabilität ist bekanntlich ein Indikator zur Quantifizierung der Dauerhaftigkeit bei Betonen. Permeabilität steht aber auch in enger Relation zum Abplatzverhalten bei Betonen unter Temperaturbeanspruchung, d.h. sie ist ev. maßgebend für eher weniger gute Eigenschaften von Hochleistungsbetonen in diesem Zusammenhang. Dieser Bericht stellt einen Auszug aus einem noch laufenden Forschungsprojekt an der TU-Wien dar, welcher sich mit dem Abplatz- und Temperaturverhalten von UHPC- Betonen bei unterschiedlichen Brandbelastungen befaßt. Dazu werden die derzeitig vorliegenden Versuchsergebnisse und die daraus gewonnenen Erkenntnisse dokumentiert.

Die Brandereignisse der letzten Zeit in unterirdischen Verkehrsanlagen zeigen, daß Vorkehrungen für den Brandschutz in unterirdischen Verkehrsanlagen nach dem heutigen Stand der Kenntnis neu zu überdenken und zu definieren sind. Der vorliegende Beitrag stellt einen Auszug aus einem laufenden Forschungsprojekt an der TU Wien dar, das sich mit der Reduktion von gefährlichen Abplatzungen bei unterschiedlichen Brandbelastungen an Tunnelinnenschalenbeton befaßt. Dazu werden die derzeitigen Versuchsergebnisse und die daraus gewonnenen Erkenntnisse dokumentiert.

Die Entwicklung zementgebundener Baustoffe hat in den vergangenen Jahrzehnten einen ständigen Aufwärtstrend erfahren. Die zeitlich letzte Steigerungsstufe in dieser Entwicklungsreihe stellt der ultrahochfeste Beton dar. Diese Betone erzielen Festigkeiten bis zu 800 N/mm², erfordern aber spezielle Kenntnis hinsichtlich der verwendeten Mischungskomponenten und Nachbehandlungsverfahren. Um die hohe Leistungsfähigkeit von UHPC voll ausnützen zu können, bedarf es zusätzlicher Konzepte bei der Projektierung, Anwendung und der konstruktiven Ausführung. Aufgrund von an der TU Wien und der Univerisät Leipzig durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, das sich die Rezepturen nach dem Anwendungsfall richten müssen, wenn die hohe Leistungsfähigkeit des Betons und Gesichtspunkte der Kostenrechnung miteinander einhergehen sollen.

Die w-Faktoren gemäß DIN V 18230 werden überprüft. Der Brandablauf und die Brandwirkungen in den Gebäuden werden rechnerisch mit dem Rechencode MRFC simuliert. Aus den Rechenergebnissen wird ein vereinfachtes w-Konzept hergeleitet und begründet. Als Primäreffekte gehen die horizontalen und vertikalen Öffnungen ein. Ebenfalls werden w-Faktoren für Teilflächenbrände bis 400 m² Brandfläche bestimmt und festgelegt. Der Normenvorschlag beinhaltet gegenüber den bisherigen w-Faktoren bereichsweise deutliche Verschärfungen, die jedoch physikalisch begründet und notwendig sind. Die in der gültigen DIN V 18230 möglichen sprunghaften Änderungen in der Brandschutzbewertung, ggf. über mehrere Brandschutzklassen hinweg, sind nach dem neuen Vorschlag nicht mehr möglich.

Bis Ende der 1970er Jahre spielte sich der bauliche Brandschutz in den Materialprüfämtern ab und die Praxis war bemüht, die richtigen Tabellenwerte für die Feuerwiderstandsdauer zu finden. Mit den Beiträgen von Bub et al. wurde in Deutschland und Europa eine Entwicklung eingeleitet, die zunächst in internationalen technisch-wissenschaftlichen Gremien wie dem CIB und dem JCSS aufgegriffen wurde und einen wesentlichen Grundstein für die Brandschutzteile der Eurocodes bildete. Weiterentwicklungen, wie im vfdb-Leitfaden, wurden unter nicht unerheblicher Beteiligung von Hosser vorangebracht. Zu diesen Entwicklungen trug auch Gertis bei indem an der Universität Stuttgart im Rahmen der Bauphysik als eine der ersten deutschen Universitäten, Brandschutz zumindest als Wahlpflichtfach angeboten wurde. Zwischenzeitlich sind europaweit eigenständige Masterstudiengänge entstanden. Dieser Beitrag ist eine Dokumentation der Anfänge, der Entwicklung und der wesentlichen Ergänzungen der letzten Jahre.

Die w-Faktoren gemäß DIN V 18230 werden überprüft. Der Brandablauf und die Brandwirkungen in den Gebäuden werden rechnerisch mit dem Rechencode MRFC simuliert. Aus den Rechenergebnissen wird ein vereinfachtes w-Konzept hergeleitet und begründet. Als Primäreffekte gehen die horizontalen und vertikalen Öffnungen ein. Ebenfalls werden w-Faktoren für Teilflächenbrände bis 400 m² Brandfläche bestimmt und festgelegt. Der Normenvorschlag beinhaltet gegenüber den bisherigen w-Faktoren bereichsweise deutliche Verschärfungen, die jedoch physikalisch begründet und notwendig sind. Die in der gültigen DIN V 18230 möglichen sprunghaften Änderungen in der Brandschutzbewertung, ggf. über mehrere Brandschutzklassen hinweg, sind nach dem neuen Vorschlag nicht mehr möglich.

Aufgrund des immer größer werdenden öffentlichen Straßen- und Schienenverkehrs gewinnt der konstruktive Brandschutz für Tunnelbauwerke zunehmend an Bedeutung. Brände in Verkehrstunneln sind zwar selten, verursachen jedoch gegebenenfalls hohe Sachschäden und in letzter Konsequenz auch Personenschäden. Das Auskleidungssystem muß so geplant sein, daß im Brandfall einerseits ausreichender Personenschutz gewährleistet ist, andererseits die Wiederinstandsetzungsmaßnahmen ökonomisch vertretbar sind und die Wiederinbetriebnahme des Tunnels möglichst rasch hergestellt werden kann. Dieser Bericht befaßt sich mit dem Brandverhalten von Stahl- und Polypropylen-Faserbeton für Tunnelinnenschalen und stellt die dazu durchgeführten Versuche und Erkenntnisse vor.

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

Für viele beulgefährdete Schalenkonstruktionen liegen keine ausreichenden experimentellen Daten vor, um deren Tragfähigkeit abschätzen zu können. Der Eurocode EN 1993-1-6 bietet deshalb die Möglichkeit numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweise. Als maßgebend für die Tragfähigkeit wird dabei die erste Instabilitätslast angesehen. Das Problem lokaler Instabilitäten und sogenannter überkritischer Tragreserven ist nur am Rand erwähnt, aber nicht anwendungsbereit geregelt. Im Beitrag werden die aus dieser Verengung des Versagensbegriffes resultierenden Probleme diskutiert und Vorschläge zu ihrer Überwindung unterbreitet.

Die Wirkung der unvermeidlichen Abweichungen von den Sollwerten des Widerstands muß wegen der großen Imperfektionssensitivität stählerner Schalentragwerke in die Beurteilung der Tragfähigkeit einbezogen werden. Wegen des Unikatcharakters der Bauwerke fehlen repräsentative statistische Daten über die sich im Fertigungs-, Transport- und Montageprozeß ausbildenden Imperfektionen. Viele Imperfektionsannahmen der Regelwerke beruhen deshalb auf ingenieurmäßigen Überlegungen. Der neue Eurocode für stählerne Schalentragwerke gestattet die Beurteilung der Beulsicherheit auf der Grundlage numerischer Berechnungen unter expliziter Berücksichtigung der Wirkung von Imperfektionen. Die Qualität dieses numerisch gestützten Nachweises hängt entscheidend davon ab, ob die in das Rechenmodell eingeführten Ersatzimperfektionen die Wirkung der zufälligen Imperfektionen realer Schalentragwerke mechanisch äquivalent beschreiben. Im Beitrag wird ein Überblick über die Imperfektionsannahmen innerhalb der Philosophie des Eurocode gegeben. Noch bestehende Defizite werden am Beispiel der Kreiszylinderschale diskutiert. Hinweise für die Anwendung werden gegeben.

Eine geometrisch und materiell nichtlineare Analyse des imperfekten Schalentragwerkes (GMNIA) ist die anspruchsvollste und perspektivisch wirklichkeitsnächste Methode des numerisch gestützten Beulsicherheitsnachweises stählerner Schalentragwerke. Von grundlegender Bedeutung sind bei diesem Nachweis die geometrischen Ersatzimperfektionen, die die Wirkung der verschiedenen Abweichungen von den Sollparametern auf der Widerstandsseite abdecken sollen. Die damit im Zusammenhang stehenden grundsätzlichen Probleme werden im Beitrag diskutiert. Der Eurocode gibt Hinweise für geometrische Ersatzimperfektionen und macht Angaben über anzusetzende Vorbeultiefen. Es wird dargestellt, daß mit den gegenwärtigen Regelungen noch nicht alle tragfähigkeitsrelevanten Imperfektionsparameter erfaßt sind und in manchen Geometriebereichen Inkonsistenzen zwischen den numerisch und experimentell ermittelten Beulwiderständen bestehen. Für den Basisbeulfall der axial gedrückten Schale werden Vorschläge unterbreitet, um konsistente geometrische Ersatzimperfektionen zu erhalten.

Um die Abweichungen des Anstrengungszustandes von dem gem. Stabtheorie berechneten zu begrenzen, werden windbelastete schlanke Kreiszylinderschalen mit Ringsteifen versehen. Die deutsche Fachnorm fordert mindestens eine ausreichend dimensionierte Kopfversteifung. Es fehlen gegenwärtig gesicherte technische Regeln, für welche Belastung diese Ringsteifen zu bemessen sind und welche Mindeststeifigkeiten gewährleistet sein müssen. Im Beitrag wird gezeigt, daß das Tragverhalten der Ringversteifungen als Funktion der langwelligen Lösung der Semimembrantheorie beschrieben werden kann. Davon ausgehend werden Regelungsvorschläge für die anzusetzende Einflußlänge und die einzuhaltenden Mindeststeifigkeiten entwickelt.

Die Arbeit stellt zunächst Tragfähigkeitsanalysen schlanker windbeanspruchter Kreiszylinderschalen mit abgestufter Wanddicke vor. Den erheblichen Differenzen zu den Schnittgrößen der Stabtheorie einerseits und zu den Beanspruchungen der einschüssigen Schale mit einheit-licher Wanddicke andererseits wird besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Daraus werden Konsequenzen für die Bemessung gezogen. Da die verschiedenen durch den Eurocode angebotenen Nachweismöglichkeiten der Tragsicherheit mit erheblichen Problemen in der Anwendung behaftet sind, werden für die zweischüssige Schale approximierte Schnittgrößen angegeben, mit denen der spannungsbasierte Beulsicherheitsnachweis auf der sicheren Seite geführt werden kann.

Obwohl schlanke windbelastete Schalen stabförmig sind, verhalten sie sich nicht stabartig. Der Windsog an den Flanken bewirkt eine Ovalisierung des Querschnitts, die mit Abweichungen der Schnittgrößen von der Stabtheorie verbunden ist. Für den Einfluß der Beanspruchung in Umfangsrichtung auf den Tragsicherheitsnachweis unterstellt DIN 4133 eine vorherrschende Abhängigkeit von der Dünnwandigkeit. Im Beitrag wird ausgeführt, daß dies nicht zutreffend ist, sondern daß sich der Anstrengungszustand als Funktion der bezogenen Abklinglänge der Semimembranlösung und damit in Abhängigkeit von den beiden Ähnlichkeitsparametern Schlankheit und Dünnwandigkeit angeben läßt. Auf der Basis von FE-Analysen werden Änderungsvorschläge zu den gegenwärtigen Regelungen unterbreitet, durch die die o. g. Inkonsistenzen vermieden werden und sich zudem die Handhabbarkeit für den entwerfenden Ingenieur verbessert.

Bei sehr schlanken dünnwandigen windbelasteten Kreiszylinderschalen kann eine Versagensform auftreten, die bisher noch nicht untersucht wurde: heckseitiges Einknicken zwischen 0,14 h und 0,61 h. Es handelt sich dabei um eine Schaleninstabilität unter Verlust der Querschnittsform, die durch den spezifischen Anstrengungszustand infolge des über den Umfang ungleichmäßig angreifenden Windes möglich wird. Die Arbeit gibt den Geometriebereich für diese Versagensfigur an und erläutert die Voraussetzungen für deren Ausbildung. Verformungsplots zeigen die Variationsbreite des überraschenden Kollapsmusters und verdeutlichen die grundsätzlichen Aussagen.

Zum Tragverhalten schlanker stählerner Kreiszylinderschalen unter Biegebeanspruchung bestehen noch erhebliche Kenntnislücken. Während die experimentelle Basis für durch Einzelquerlasten beanspruchte Schalen in jüngerer Zeit erheblich verbessert werden konnte, fehlen weiterhin Versuchsergebnisse über das Kollapsverhalten unter quasistatischer Windbelastung. Im Beitrag wird auf der Grundlage von FE-Analysen untersucht, inwieweit die an der Schale unter einer einzelnen Querlast gewonnenen Kenntnisse auf windbeanspruchte Schalen übertragen werden können. Es wird gezeigt, daß dies nur mit Einschränkungen möglich ist, da sich die Anstrengungszustände aus beiden Lastfällen erheblich unterscheiden und deshalb die Versagensformen in ausgedehnten Geometriebereichen differieren.

Die Arbeit stellt Ergebnisse physikalischer nichtlinearer Tragfähigkeitsanalysen windbeanspruchter Kreiszylinderschalen im Übergangsbereich zwischen Stab und Schale vor. Die Versagensmuster unterscheiden sich hier grundsätzlich von denjenigen gedrungener windbelasteter Schalen. Das Systemversagen vollzieht sich durch plastisches Durchschlagen. Zusätzliche Ringsteifen können mit Ausnahme derjenigen am Schalenkopf zu einer Abnahme der Versagenslast führen. Für die Bemessungsschnittgrößen wird ein Anpassungsfaktor k vorgeschlagen, mit dem sie nach der Stabtheorie berechneten Schnittgrößen auf der sicheren Seite so modifiziert werden können, daß mit ihnen sowohl der Spannungsnachweis Elastisch-Elastisch nach DIN 18800-1 als auch der Beulsicherheitsnachweis nach DIN 18800-4 elemtentar geführt werden kann.