Die vorliegende Veröffentlichung behandelt die Entwicklung eines elasto-plastischen Stoffmodells für teilgesättigte bindige Böden. Abweichend von den aus der Literatur bekannten Stoffmodellen für teilgesättigte Böden sind Änderungen von Zustandsgrößen unmittelbar in den Modellparametern erfassbar und nicht mit der Saugspannung gekoppelt. Der Einfluss der Zustandsgrößen Anfangsporenzahl, -sättigungsgrad sowie Spannungsniveau auf das mechanische Verhalten eines mittel bis ausgeprägt plastischen Tons wird untersucht. Zur Ermittlung der relevanten Stoffparameter werden triaxiale deviatorische Kompressions- und Extensionsversuche in einem speziellen Triaxialgerät durchgeführt. Das aufgestellte Stoffmodell wird in das FEM-Programmsystem Abaqus implementiert und damit das Verformungsverhalten einer Flachgründung bei Aufsättigung des Bodens untersucht.
Mechanical behaviour of a partially saturated kaolinite-clay: Experimental investigation, constitutive model, and implementation. The present publication deals with the development of an elasto-plastic constitutive model for partially saturated cohesive soils. In contrast to the constitutive models available in the literature for unsaturated soils, changes in the state variables are explicitly included in the model parameters and uncoupled to the suction value. The influence of the state parameters initial void ratio, initial degree of saturation, and stress level on the mechanical behaviour of a common medium to high plasticity clay is investigated. The relevant constitutive parameters are determined from triaxial deviatoric compression and extension tests carried out in a custom-built triaxial apparatus. The constitutive model is implemented in the FEM code Abaqus, and applied to investigate the deformation of a surface foundation during saturation due to irrigation.

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Stahltrapezprofile, die vorwiegend im Hallenbau als raumabschließende und tragende Bauteile Anwendung finden, sind sowohl im Bauzustand als auch im Betriebszustand veränderlichen Temperaturen ausgesetzt. Wird die temperaturbedingte Längenänderung der Profiltafeln behindert, entstehen in den Stahltrapezprofilen und in den Verbindungen Zwängungsspannungen, die bei Annahme einer vollständigen Dehnungsbehinderung schnell zum "rechnerischen Versagen" der Konstruktion führen müßten. Tatsächliche Schäden sind jedoch nicht bekannt geworden. Dies liegt daran, daß die üblicherweise ausgeführten Konstruktionen nachgiebiger und weicher sind, als i. a. rechnerisch angenommen wird. Die bewährten Bauweisen, bei denen infolge von Temperaturänderungen nur geringe, und daher vernachlässigbare, Zwängungsbeanspruchungen auftreten, werden mit Konstruktionshinweisen dargestellt. Es wird gezeigt, mit welchen rechnerischen Annahmen bezüglich der Weichheit der Verbindungen und Nachgiebigkeit der Distanz- oder Unterkonstruktion das tatsächliche Trag- und Verformungsverhalten näherungsweise berechnet werden kann. Die Erkenntnisse werden mit Versuchen und Untersuchungen bestehender Wandsysteme bestätigt.

Stahltrapezprofile sind in der Lage, ein Gelenkviereck auszusteifen, wenn sie rundum mit den Randträgern verbunden sind. Solche Schubfelder dürfen in Dach- und Deckensystemen statt der sonst erforderlichen Verbände eingesetzt werden. Die DIN 18 807 "Trapezprofile im Hochbau" hat die Bestimmungen für die Konstruktion und Berechnung der Stahltrapezprofil-Schubfelder aus den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen, deren Geltungsdauer zum 31. 12. 90 andete, übernommen. Es werden zunächst die einzelnen Schubfeldwerte beschrieben und einige Ergänzungen zur Norm gegeben. Bei den Lastannahmen wird näher auf die Stabilisierungskräfte gegen das Biegedrillknicken der Dachträger eingegangen. Die Ermittlung des Schubflusses wird auch für statisch unbestimmte Schubfeldsysteme ausführlich behandelt. Zu den Bemessungsregeln werden Beispiele für Nachweise der Trapezprofile und der Verbindungen angegeben.

Zum Jahresende 1990 endete die Gültigkeitsdauer der letzten Verlängerungsbescheide für die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen der Stahltrapezprofile. Zur Bemessung dieser Bauteile muß die DIN 18 807 herangezogen werden. Nach einem Rückblick auf die Entwicklungsgeschichte dieser Bemessungsregeln werden die zukünftigen Unterlagen für die Bemessung auf Biegung und Normalkraft erläutert. Die Bemessungsregeln für Schubfelder sind mit denen in den Zulassungen identisch. Im Rahmen der Zusammenstellung der für Stahltrapezprofile anzusetzenden Lasten wird auf die Besonderheiten der Windlasten eingegangen. Bei der Schnittgrößenermittlung wird das spezielle Traglastverfahren mit den Reststützenmomenten gesondert behandelt. Zum Schluß werden die erforderlichen Nachweise angegeben und durch ausgewählte Beispiele ergänzt.

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Regen-wind-induzierte Schwingungen von zylindrischen Bauteilen wie z. B. Brückenseilen oder Hängern entstehen, wenn diese gleichzeitig Regen und Wind ausgesetzt sind. Dieses Phänomen ist bei Brückenbauern bekannt und gefürchtet - letzteres insbesondere aufgrund spektakulärer Ereignisse wie zum Beispiel der Sperrung der Erasmusbrücke in Rotterdam kurz nach ihrer Eröffnung oder den Schäden an der Elbebrücke Dömitz. Neben der Existenz von Regen und Wind spielen auch Parameter wie Regenmenge, Windgeschwindigkeit, Windrichtung etc. eine entscheidende Rolle. Einmal angeregte regen-wind-induzierte Schwingungen klingen direkt wieder ab, sobald sich die Regenintensität oder die Windgeschwindigkeit stark ändern oder die Windrichtung wechselt. Bei diesem Schwingungsphänomen handelt es sich um selbsterregte Schwingungen, bei denen das Zusammenwirken der bewegten Seile oder Hänger, der daran ablaufenden Wasserrinnsale und des Windes entscheidenden Einfluß hat. Diese Art von Schwingungen ist nicht neu, jedoch der Erregermechanismus ist bislang noch wenig erforscht, und es gibt noch kein Berechnungsverfahren, welches es erlaubt, die auftretenden Amplituden zu bestimmen.

Es wird der Betriebsfestigkeitsnachweis nach Palmgren-Miner für heftgeschweißte Kreuzungsstöße von Betonstählen praxisnah vorgestellt. Grundlage bilden umfangreiche Schwingversuche an geschweißten Proben und die daraus ermittelte maßgebende Wöhlerlinie für die Betriebsfestigkeitsbemessung.

Der Energie- und Ressourcenverbrauch für Gebäude in China ist in der Gesamtheit um ein Vielfaches höher als für Gebäude in Deutschland. Die rasante Bautätigkeit bedeutet, dass die Anstrengungen in Deutschland nur bedeutsam sind, wenn entsprechende Zielsetzungen auch in Ländern wie China angestrebt und klimaangepasste Maßnahmen lokal umgesetzt werden. In diesem Sinne wurde zur Ermittlung von klimaangepassten primärenergetisch optimierten Wandkonstruktionen ein typisches Wohnraummodul mit einem dynamischen Simulationsmodell für 26 Klimata in China untersucht. Dabei wurden opake Wandelemente schrittweise von einer geringen hin zu einer hohen Dämmwirkung variiert. Bei sonst konstanter Raum- und Betriebskonfiguration wurden die Energiebedarfswerte für Heizen und Kühlen ermittelt. Im Anschluss wurden der Außenwand für jedes Klima verschiedene Materialschichtdicken zugewiesen und der Energieaufwand zur Herstellung der Materialien ermittelt. Es wurde berechnet, bei welcher Materialschichtdicke der letzte zugefügte Zentimeter eine primärenergetische Amortisationszeit innerhalb der Nutzungsdauer (30, 60 oder 100 Jahre) aufweist. Weiterhin wurden der Raum in die vier Himmelsrichtungen ausgerichtet und die resultierenden Materialschichtdicken bestimmt. Es wurde gezeigt, dass in allen untersuchten Klimata eine angepasste Dämmwirkung der Außenwand sinnvoll ist, dass aber in weiten Regionen in Südchina monolithische Wandaufbauten aus zum Beispiel Porenbeton zu primärenergetisch optimalen Ergebnissen führen. Es wird geschlossen, dass große Teile des derzeitigen globalen Neubauvolumens mit energie- und ressourcenoptimierten sowie kreislauffähigen Wandelementen konstruktiv umgesetzt werden könnten.

Life-Cycle oriented development of opaque wall elements in various climate zones in China.
The energy and resource demand of the building stock in China is in total many time es higher than for buildings in Germany. The rapid construction activity means that the efforts made in Germany are only relevant, if similar targets are adopted also in countries like China and if climate adapted measures are implemented locally. In this sense a simulation study of a typical residential room module has been conducted in order to identify climate adapted and lifecycle optimized wall constructions in 26 climates in China. Therein opaque wall elements have been improved stepwise in their insulation capacity. For a constant room and operation configuration the energy demand for heating and cooling has been determined. Following, selected materials have been assigned to the external wall. It has been calculated for which layer thickness the last added centimetre has an energy payback time within the useful life (30, 60 and 100 years). Furthermore the room was turned in the four compass points and the thicknesses have been determined. It has been shown, that in all climates a certain insulation capacity is required, but that in southern China monolithic walls, for example made from aerated concrete, are optimal and sufficient. It is concluded that large part of the global new construction volume could be constructed with energy and resource optimized wall elements that are also able to be recycled.

Der Energie- und Ressourcenverbrauch für Gebäude in China ist in der Gesamtheit um ein Vielfaches höher als für Gebäude in Deutschland. Die rasante Bautätigkeit bedeutet, dass die Anstrengungen in Deutschland nur bedeutsam sind, wenn entsprechende Zielsetzungen auch in Ländern wie China angestrebt und klimaangepasste Maßnahmen lokal umgesetzt werden. In diesem Sinne wurde zur Ermittlung von klimaangepassten primärenergetisch optimierten Wandkonstruktionen ein typisches Wohnraummodul mit einem dynamischen Simulationsmodell für 26 Klimata in China untersucht. Dabei wurden opake Wandelemente schrittweise von einer geringen hin zu einer hohen Dämmwirkung variiert. Bei sonst konstanter Raum- und Betriebskonfiguration wurden die Energiebedarfswerte für Heizen und Kühlen ermittelt. Im Anschluss wurden der Außenwand für jedes Klima verschiedene Materialschichtdicken zugewiesen und der Energieaufwand zur Herstellung der Materialien ermittelt. Es wurde berechnet, bei welcher Materialschichtdicke der letzte zugefügte Zentimeter eine primärenergetische Amortisationszeit innerhalb der Nutzungsdauer (30, 60 oder 100 Jahre) aufweist. Weiterhin wurden der Raum in die vier Himmelsrichtungen ausgerichtet und die resultierenden Materialschichtdicken bestimmt. Es wurde gezeigt, dass in allen untersuchten Klimata eine angepasste Dämmwirkung der Außenwand sinnvoll ist, dass aber in weiten Regionen in Südchina monolithische Wandaufbauten aus zum Beispiel Porenbeton zu primärenergetisch optimalen Ergebnissen führen. Es wird geschlossen, dass große Teile des derzeitigen globalen Neubauvolumens mit energie- und ressourcenoptimierten sowie kreislauffähigen Wandelementen konstruktiv umgesetzt werden könnten.

Life-Cycle oriented development of opaque wall elements in various climate zones in China.
The energy and resource demand of the building stock in China is in total many time es higher than for buildings in Germany. The rapid construction activity means that the efforts made in Germany are only relevant, if similar targets are adopted also in countries like China and if climate adapted measures are implemented locally. In this sense a simulation study of a typical residential room module has been conducted in order to identify climate adapted and lifecycle optimized wall constructions in 26 climates in China. Therein opaque wall elements have been improved stepwise in their insulation capacity. For a constant room and operation configuration the energy demand for heating and cooling has been determined. Following, selected materials have been assigned to the external wall. It has been calculated for which layer thickness the last added centimetre has an energy payback time within the useful life (30, 60 and 100 years). Furthermore the room was turned in the four compass points and the thicknesses have been determined. It has been shown, that in all climates a certain insulation capacity is required, but that in southern China monolithic walls, for example made from aerated concrete, are optimal and sufficient. It is concluded that large part of the global new construction volume could be constructed with energy and resource optimized wall elements that are also able to be recycled.

Fünf Außenwandkonstruktionen unterschiedlicher Bauweisen mit gleichem U-Wert (konform zur EnEV 2014) werden hinsichtlich des Ressourcenbedarfs (Primärenergie) und der Umweltwirkung (Treibhausgaspotenzial) analysiert. Die Bauteilaufbauten wurden detailliert modelliert, sodass die Analyse neben den funktionsbestimmenden Bauteilschichten auch den Einfluss der Befestigungsmittel und der Sekundärkonstruktionselemente abbildet. Bauteilaufbauten werden getrennt nach Material- und Funktionsgruppen ökologisch bewertet.
Zum einen wird gezeigt, dass einzelne Materialgruppen und besonders auch Elemente der Sekundärkonstruktion, Befestigungsmittel und Kleinteile in der Konstruktion zwar in der Massenbilanz marginale Bedeutung haben, aber doch überdurchschnittlich zum Ressourceneinsatz und zur Umweltwirkung beitragen. Auf der anderen Seite wird gezeigt, dass zusätzliche Dämmschichtdicken (über das heute übliche Maß hinaus) in der Gesamtbilanz des Gebäudes nur einen geringen Anteil am Ressourceneinsatz und der Umweltwirkung hätten. So wird argumentiert, dass die Analyse des Ressourceneinsatzes und der Umweltwirkungen und die entsprechende Optimierung von Bauelementen parallel zur bauphysikalischen und konstruktiven Durchbildung durchgeführt werden sollte. Die Gesamtbilanzierung des Gebäudes im Lebenszyklus hingegen liefert bei erheblichem Aufwand für die Planer nur einen geringen Nutzen für die Optimierung von nachhaltigen Gebäuden.

Detailed analysis of the resource demand and the environmental impact of outside wall structures
Five external wall structures of different structure types with the same U-Value (compliant with the EnEV 2014) are analysed in terms of their resource demand (primary energy) and their environmental impact (global warming potential). The building elements are modelled in detail, so that besides the functional element layers, also the fastening elements and the secondary structural elements are included.
On the one hand it is shown, that single material groups and especially elements of the secondary structure, fastening elements and small parts in the structure contribute, although of minor relevance in the mass balance, over-average to the resource demand and the environmental impact of the single building element. On the other hand, it is shown, that additional insulation thickness (beyond the thickness required today) only contributes a small amount to the total balance of the building. It is argued that the analysis of the resource demand and the environmental impact and the following optimization of building elements shall be performed in parallel to the building physical detailing and the constructive development of the building elements. The total balancing in the life-cycle of the building however, requires significant additional efforts, but has a small impact in the designers' optimization towards sustainable buildings.

Diese Veröffentlichung stellt eine Methode zur Analyse der Rezyklierbarkeit von Baukonstruktionen vor. Sie zielt darauf ab, die Kreislauffähigkeit von Bauwerken am Anfang zu entwickeln und für das Ende des Lebenszyklus' zu sichern. Bauteilaufbauten werden mit Recyclinggraphen beschrieben, deren Komponenten zum einen die Materialelemente und zum anderen deren Verbindungen (die Fügungen) repräsentieren. Materialien werden hinsichtlich der Rezyklierbarkeit, der Möglichkeit der Verbrennung und der Ablagerung eingeordnet. Die Fügungen werden nach ihrer Lösbarkeit sowie der Verwertungsverträglichkeit der Materialpaarungen bewertet. Die Konstruktionen werden in Fügematrizen überführt und die Bewertungsaspekte individuell und integriert ausgewertet. Sie werden hinsichtlich ihrer Rezyklierbarkeit (Modularität und Verwertungskompatibilität) eingeordnet. Zur möglichen Erweiterung der Methode werden weitere Bewertungsaspekte diskutiert. Die Methode wurde in einem Modellierungswerkzeug implementiert und wird hier anhand von vier praxisrelevanten Außenwandaufbauten demonstriert und beschrieben.

Method for the analysis of the recyclability of building structures
This publication introduces a method to analyse the ability of structures to be recycled. It has the objective to develop the recyclability of structures at the beginning and to secure this ability till the end of the life cycle. Structural compositions are described by recycling graphs. The components represent on the one hand material elements and on the other hand the connections between them. Materials are classified in terms of their recyclability, their ability to be incinerated and the harmfulness of their deposition. The connections are evaluated regarding their ability to be disassembled and the compatibility of the materials connected. The structures are translated into connection matrixes and the aspects of the evaluation are assessed individually and in combination. They are classified regarding their ability to be recycled (modularity and compatibility of materials). Further evaluation aspects are discussed for the potential extension of the method. The method has been implemented in a prototype of a modelling environment and is demonstrated and described for the analysis of four wall structures relevant to praxis.

Bei Monopfahlgründungen von Offshore-Windenergieanlagen wird die Verbindung zwischen Monopfahl und Übergangsstück als geschraubter Ringflansch ausgeführt. Die zunehmende Leistungsfähigkeit der Windenergieanlagen führt zu immer größeren Schnittgrößen in diesem Anschluss. In der Folge erhöhen sich nicht nur die Querschnittsabmessungen, sondern es kommen auch zunehmend größere Schrauben zum Einsatz. Da die einschlägigen Regelwerke zur Bemessung dieser Verbindungen nicht für Schrauben der Größen M64 oder M72 konzipiert wurden, stellt sich die Frage der Übertragbarkeit auf solche Anwendungsfälle. Im Rahmen des Aufsatzes werden Einflüsse diskutiert, die eine Herabsetzung der Schraubentragfähigkeit verursachen könnten. Diese Einflüsse, vornehmlich geometrische Imperfektionen, werden systematisch untersucht und ergänzend in praxisrelevanten Beispielen bewertet. Die somit gewonnenen Erkenntnisse werden für die abschließende Beurteilung der großen Schrauben in Ringflanschverbindungen herangezogen.

Factors influencing the pretension force in bolts with diameter up to M72 in ring flange connections.
The joint between monopile and transition piece in monopile foundations of offshore wind turbines is realized by bolted ring flanges. The increased size of the wind turbines leads to ever larger internal forces at this joint. This does not only cause an increase in cross sectional dimensions, but also requires the use of larger bolts. Since the relevant regulations for the verification of this joint type were not devised for bolts of size M64 or even M72, the applicability of these rules is challenged. Therefore, influences that may have the potential to lower the strength of these bolts are discussed in this work. These influences, primarily geometric imperfections, are systematically investigated and additionally evaluated with realistic examples. The findings from these analyses are used to give a final assessment for the use of large bolts in bolted ring flanges.

Der Offshore-Windpark Amrumbank West liegt 35 km nördlich der Insel Helgoland und 35 km westlich der Insel Amrum in der Ausschließlichen Wirtschaftzone Deutschlands in der Nordsee und befindet sich derzeit in der Realisierungsphase. Nach mehr als dreijähriger Planungs- und Genehmigungsphase berichtet dieser Beitrag über die Planung und Genehmigung des Offshore-Windparks. Neben den für die 80 Monopile-Tragstrukturen in knapp 25 m Wassertiefe maßgebenden und bereits in der statischen Vorplanungsphase berücksichtigten Beanspruchungen werden Besonderheiten in der Genehmigungsphase beschrieben und die erforderlichen Stahltonnagen für die Projektumsetzung vorgestellt. Abschließend werden erste Meilensteine in der Projektrealisierung erläutert und ein Überblick über die ausgeführten Sonderlösungen gegeben.

Planning, certification and installation of Amrumbank West offshore wind farm.
The offshore wind farm Amrumbank West is located 35 km in the north of Helgoland and 35 km kilometers in the west of the island of Amrum in the exclusive economic zone of Germany. The installation of Amrumbank West is currently ongoing. After more than three years of development and certification, this paper deals with the main topics of planning and certification of the offshore wind farm. Besides the design driving parameters which have been already considered during the conceptual design phase of the 80 monopile substructures in nearly 25 m water depths, specific features of the certification process will be discussed. Furthermore, first milestones of the installation and special technical solutions are presented.

In den Ausgaben UBB 6/2015 und 7/2015 haben wir zusammen mit der Fachhochschule Potsdam analysiert, was die so genannte “Generation Y” von ihrem Arbeitgeber erwartet. In der Auswertung des World Cafés zogen die Studierenden ihr Fazit.

Wir hatten in unserer UBB-Ausgabe 6/2015 bereits das Thema “Nachwuchskräfte” aufgegriffen und dabei insbesondere die Zielgruppe “Generation Y” in den Fokus gerückt. Es handelt sich dabei um junge Menschen der Geburtsjahrgänge 1980 bis 2000. Sie “ticken” anders als Vertreter der vorangegangenen “Generation X” und älterer Menschen auf dem Arbeitsmarkt, wie ein Feldversuch von Studierenden der Fachhochschule Potsdam (FHP) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Bernd Schweibenz, Professor für Baubetrieb und Bauwirtschaft an der FHP, ermittelt hat. Die Studierenden fragten nach, welche Werte die Nachwuchskräfte der Generation Y von ihrem Arbeitgeber erwarten. In unserer aktuellen Ausgabe des UBB stellen wir den zweiten Teil der Ergebnisse vor.

Das Thema Nachwuchskräfte beschäftigt zunehmend die Bauwirtschaft. Bereits seit Jahren ist absehbar, dass sich die Stellensituation für die Absolventen im Bereich Bauingenieurwesen positiv darstellt und in den kommenden Jahren auch weiterhin darstellen wird. Doch was ist neben guten Berufs- und Karriereaussichten im Berufsleben wichtig für die künftigen Mitarbeiter und Kollegen der sogenannten Generation Y?

Wie suchen sich Unternehmen als Arbeitgeber und potenzielle Arbeitnehmer vom künftigen Auszubildenden bis zum Studienabsolventen gegenseitig? Welche Wege nutzen beide, um Nachwuchs für den Betrieb zu suchen beziehungsweise um sich nach einem passenden möglichen Arbeitgeber umzusehen? Die Hochschule Biberach hat sich des Themas angenommen. Zwei Absolventen haben im Rahmen ihrer Abschlussarbeiten entsprechende Untersuchungen angestellt. Die Ergebnisse können sowohl Unternehmen als auch Bewerbern wichtige Tipps geben.

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Numerical calculations have a long tradition in tunnelling but in recent years numerical methods have become a standard tool for analysing a wide variety of geotechnical problems. This has become feasible because advanced constitutive models are available in commercial software packages and sufficient computer power for performing 3D nonlinear analysis is readily available. In this paper a short history of the development of constitutive models for soils will be given, starting from (non)linear elasticity to strain hardening formulations. Emphasis is put on consequences the use of different models has on the results of boundary value problems rather than on the mathematical description. The significant advances made within the last decade will be obvious. It is pointed out that this overview is directed towards practical applications and does not include models which are predominantly used in research. The merits of using advanced models in practice are discussed.

Although Eurocode 7 does not mention tunnelling explicitly it is under discussion amongst practitioners to what extent the principles of EC7 can be applied to the design of tunnels. In EC7 three different design approaches, which differ in the application of partial factors on actions, soil strength and resistance, have been established. A characteristic feature of tunnelling is that the surrounding soil or rock represents loading and support for tunnel, similar to deep excavation problems. In addition, the highly nonlinear behaviour of shotcrete linings needs special attention and therefore care must be taken when choosing partial factors of safety. In this contribution the applicability of the different design approaches for tunnelling employing numerical methods are investigated and the differences obtained are discussed. Two examples are presented, namely a station tunnel in soil and a tunnel in rock, both constructed based on NATM principles.

Obwohl Tunnelbau im Eurocode 7 nicht explizit erwähnt wird, steht zur Diskussion, ob der EC7 prinzipiell auch für die Bemessung im Tunnelbau anwendbar ist. Im EC7 sind drei Nachweisverfahren definiert, die sich in der Anwendung der Teilsicherheitsfaktoren auf Einwirkungen, Widerstände und Bodenkennwerte unterscheiden. Ein wesentlicher Aspekt im Tunnelbau ist, dass der Baugrund sowohl Einwirkung als auch Widerstand sein kann, und somit sind Parallelen zur Bemessung von Baugruben gegeben. Zusätzlich kommt hinzu, dass das mechanische Verhalten von Spritzbeton hochgradig nichtlinear ist, was bei der Wahl der Teilsicherheitsbeiwerte beachtet werden muss. In diesem Beitrag wird die Anwendbarkeit der unterschiedlichen Nachweisverfahren des EC7 für den Tunnelbau bei Anwendung numerischer Methoden untersucht und die Unterschiede in den Ergebnissen aufgezeigt. Zwei Beispiele wurden gewählt, ein Stationstunnel im Lockergestein und ein Tunnel im Fels, beide nach der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise aufgefahren.

Advances in computer hardware and, more significantly, in geotechnical software over the past ten years have resulted in a widespread application of numerical methods in practical geotechnical engineering. These developments enable the geotechnical engineer to perform very advanced numerical analyses at low cost and with relatively little computational effort. Commercial codes running on PCs have become so user-friendly that little training is required for handling the programme. They offer sophisticated types of analysis such as fully coupled consolidation analysis with elasto-plastic material models. However, a strong background in numerical methods, mechanics and, last but not least, theoretical soil mechanics is essential for performing such complex calculations and obtaining sensible results.
This becomes of particular importance when results obtained from numerical analyses are used as basis for design. Unlike in conventional analysis where ULS design is governed by strength, the choice of the constitutive model and material parameters related to the stiffness of the soil will have a significant influence when utilising numerical methods because the relative stiffness between soil and support structure is taken into account, which is ignored in conventional design procedures. In addition, other model assumptions with respect to soil-structure interaction or drainage conditions (drained vs undrained) may play a significant role. Two aspects are addressed in this paper: firstly the influence of the constitutive model is evaluated for a simple benchmark problem, and secondly assumptions made for an undrained analysis of a deep excavation in soft clay, which eventually failed during construction, are critically assessed.

Entwicklungen in Computer Hardware, aber auch bei Programmsystemen, im letzten Jahrzehnt haben dazu geführt, dass aufwändige numerische Analysen zur Lösung geotechnischer Aufgabenstellungen in der Praxis kostengünstig und mit vertretbarem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Kommerzielle Programmsysteme auf PC-Basis sind weitgehendst benutzerfreundlich, sodass die reine Bedienung dieser Programme wenig Vorkenntnisse erfordert. Komplexe Analysen wie gekoppelte Konsolidierungsberechnungen mit elastisch-plastischen Stoffgesetzen sind heute Standard. Um mit derartigen Berechnungen wirklichkeitsnahe Ergebnisse erzielen zu können, ist jedoch ein hohes Maß an Hintergrundwissen in numerischen Methoden, allgemeiner Mechanik und der Bodenmechanik im Speziellen Voraussetzung.
Dies wird umso wichtiger, wenn die Ergebnisse numerischer Berechnungen als Basis für die Dimensionierung dienen. Im Unterschied zu konventionellen Berechnungen, in denen die Tragfähigkeit nur von der Festigkeit des Bodens abhängt, ist bei Anwendung numerischer Methoden die Wahl des Stoffgesetzes und der Eingabeparameter zur Beschreibung der Festigkeit und Steifigkeit des Bodens von entscheidender Bedeutung. Dies liegt unter anderem daran, dass die Steifigkeitsunterschiede zwischen Boden und Verbauelementen, die in konventionellen Berechnungen unberücksichtigt bleiben, in numerische Berechnungen einfließen. Darüber hinaus können andere Modellierungsdetails der Boden-Bauwerks Interaktion sowie Dränageverhältnisse (dräniert - undräniert) eine signifikante Rolle spielen. In diesem Beitrag werden zwei Aspekte angesprochen: Im ersten Teil wird der Einfluss des Stoffgesetzes auf die Ergebnisse eines einfachen Beispiels aufgezeigt, und im zweiten Teil werden Annahmen zur undränierten Analyse einer tiefen Baugrube in weichem Ton, die während des Aushubs einstürzte, kritisch beleuchtet.

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