• Charta Nachhaltiger Stahlbau des Netzwerkes Stahl
• Hauptverband der Deutschen Bauindustrie über die aktuelle Studierendenstatistik Bauingenieurwesen
• VBI gründet Fachgruppe Industrieplanung

Konische Pfähle können höhere Vertikallasten abtragen als herkömmliche Pfähle mit einem konstanten Schaftquerschnitt. Der durch die Konizität aktivierte Mechanismus ist bislang wenig erforscht und so gibt es bisher kein Verfahren zur Erfassung des zusätzlich aktivierten Widerstands. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Feldversuchen vorgestellt, die die Wirksamkeit der konischen Pfahlform belegen. Auf Basis dieser Untersuchung wird ein Vorschlag für ein Bemessungsverfahren erarbeitet, das auf den Empfehlungen des Arbeitskreises Pfähle aufbaut. Über den Ansatz eines äquivalenten Spitzendrucks im Schaftbereich gelingt die Nachrechnung der Feldversuche.

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Bei vielen Aufgabenstellungen des Grundbaus spielen die zur Mobilisierung des Erdwiderstandes erforderlichen Verschiebungen eine wichtige Rolle. Insbesondere bei Widerlagern und bei Verbauwänden neben bestehenden Gebäuden ist eine Beschränkung der Verformungen erforderlich, um schädliche Setzungen am Bestand zu vermeiden. In nichtbündigen Böden ist die Größe der erforderlichen Wandverschiebung hauptsächlich von der Wandbewegungsart, von der Lagerungsdichte, vom auftretenden Wandreibungswinkel und vom Sättigungsgrad abhängig. Die Grundlage der vorliegenden Untersuchung ist eine an der Universität Dortmund durchgeführte Modellversuchsreihe. Der Einfluß der genannten Parameter auf die Verschiebungsgrößen bei der Mobilisierung von Erdwiderstand wird quantifiziert.

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Die permanente Beobachtung von dominanten Parametern während der Konstruktion und der Betriebsphase von Sperren und Sperrenanlagen aus Konstruktionsbeton bietet eine quantitative Basis für die Zuverlässigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsbewertung. Die Beobachtungsdaten können zu einem gewissen Ausmaß eine direkte Auskunft über sich ankündigende bzw. bereits eingetretene Schäden geben, können aber auch zum Teil nur indirekt auf Schäden und Schadensvorgänge Rückschlüsse geben. Ein optimiertes Monitoringsystem in Bezug auf die Vernetzung und Positionierung von Beobachtungspunkten kann mit nichtlinearen Geometrie- und Werkstoffmodellen unter Berücksichtigung der stochastischen Verteilung der mechanischen, physikalischen und geometrischen Eingangsdaten erarbeitet werden. Ziel dieses Beitrags ist die Vorstellung einer probabilistischen Bewertungsstrategie im Zusammenhang mit einem optimierten Monitoringsystem aufbauend auf der nichtlinearen Finite Elemente Methode.

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Der Verpreßzustand der Hüllrohre ist für die Dauerhaftigkeit von Spannbetonbrücken von entscheidender Bedeutung, da Verpreßmängel nicht zuletzt eine wesentliche Beeinträchtigung des Korrosionsschutzes darstellen. Zusätzlich dazu kann sich eine unvollständige bzw. überhaupt nicht vorhandene Verpressung aufgrund der fehlenden bzw. mangelhaften Verbundwirkung negativ auf die Tragfähigkeit der Brücke auswirken. Besonders zu Beginn des Spannbetonbaus wurde aber dem Vorpressen noch relativ geringe Bedeutung beigemessen. Der Beitrag beschäftigt sich daher mit der Bewertung des Zustandes von Spanngliedern in zehn Massivbrücken aus den 1950er bis frühen 1970er Jahren. Die Ergebnisse ermöglichen es, in bezug auf Verpreßmängel kritische Brückentypen sowie neuralgische Punkte im Zuge des Spanngliedverlaufs zu erkennen, und sind daher nicht nur bei der Beurteilung bestehender Spannbetonbrücken, sondern auch bei der Planung zukünftiger Inspektionen hilfreich.

Mobility is a basic need for people and society, so the steady growth of transport need will continue. The railway system is always in competition with other modes of transport and therefore has to improve productivity - within European and national requirements and specifications. The demands and wishes of customers are also changing; issues like industry 4.0, climate change, energy efficiency or digitisation are increasingly significant. ÖBB-Infrastruktur AG is responsible for planning, building and operating the railway infrastructure in Austria. Current trends like digitisation and automation can show the way for the further strategic orientation. Innovation in all areas of the railway system is necessary to reach the focused goals. This can be obtained by participation in European or national research projects or by specific research on current issues. Digitisation, big data, visualisation and automation are promising solutions for the identified fields of activity.
Mobilität ist ein Grundbedürfnis des Menschen und der Gesellschaft, dementsprechend wird sich das stetige Wachstum des Transportwesens fortsetzen. Das System Bahn steht im ständigen Wettbewerb mit anderen Verkehrsträgern und muss daher - innerhalb europäischer und nationaler Vorgaben - die Produktivität steigern. Auch die Ansprüche und Wünsche der Kundinnen und Kunden ändern sich stetig; zudem rücken Themen wie Industrie 4.0, Klimawandel, Energieeffizienz, Digitalisierung zunehmend in den Vordergrund. Die ÖBB-Infrastruktur AG ist für die Planung, den Bau und den Betrieb der Bahninfrastruktur verantwortlich. Die aktuellen Trends wie Digitalisierung und Automatisierung zeigen den Weg für die weitere strategische Ausrichtung. Innovationen in allen Bereichen des Systems Bahn sind zur Zielerreichung notwendig. Dies gelingt durch Teilnahme an Forschungsprojekten auf europäischer und nationaler Ebene bzw. durch gezielte Forschung zu aktuellen Fragestellungen. Digitalisierung, Big Data, Visualisierungen, Automatisierung versprechen Lösungsansätze für die identifizierten Handlungsfelder.

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Züblin-Stahlbaupreis 2017 verliehen
Homo Creator. Technik als philosophische Herausforderung

Im Bereich der Ortslage Itzehoe wurde im Jahr 1967 der Neubau einer ca.1200 m langen Spannbetonbrücke fertig gestellt. Die Lebensdauer und Nutzungszeit dieser Brücke war aufgrund ihres Zustandes durch Gutachten auf das Jahr 2009 begrenzt worden. Zum Ersatz dieses Bauwerkes wurde ein nach aktuellen Entwurfskriterien konzipierter Verbundbrückenzug gleicher Länge errichtet, der aus drei Einzelbauwerken, der Vorlandbrücke Nord, der Strombrücke über den Fluss Stör und die Vorlandbrücke Süd besteht. Die Außerdienststellung des Bestandes und sein Ersatz erfolgt in zwei Bauabschnitten, bei denen im 1. Bauabschnitt parallel zum vorhandenen Bauwerk der neue Brückenzug für die Richtungsfahrbahn Heide gebaut wurde. Im 2. Bauabschnitt erfolgt der Abbruch des Spannbetonbrückenzuges und anschließend der Neubau des Brückenzuges der Richtungsfahrbahn Hamburg. Für alle drei Bauaufgaben, dem Neubau zweier Verbundbrücken für die Überführung der Richtungsfahrbahnen der A23 auf der Ortslage Itzehoe und der Demontage eines Spannbetonbauwerkes, wurden unterschiedliche Lösungen umgesetzt, die teilweise grundsätzliche Vorgehensweisen darstellen oder weiterentwickeln.

New Motorway Bridges Itzehoe in the Course of Autobahn A23.
In the vicinity of the city of Itzehoe the new construction of a prestressed concrete bridge, 1200 meters long, was finished in 1967. Due to the condition of this bridge the durability and operational life span was limited to the year 2009. As replacement for this construction a new composite bridge of the same length was built according to current design criteria. The new bridge consists of three single structures, the approach bridge north, the part crossing the river Stör and the approach bridge south. The decommissioning of the existing structure and its replacement will be effected in two phases. In the first phase the new bridge for the direction Heide was built parallel to the existing structure. In the second phase the demolition of the prestressed concrete bridge was carried out followed by the new building of the bridge for the direction Hamburg. For all the three construction jobs, the building of two composite bridges for the overpass the carriageway of the autobahn A23 on the site Itzehoe and the disassembly of a prestressed concrete building, different solutions have been realised, which represent or develop partially basic procedures.

Stahlbauten sind Leichtbauten mit großen Vorteilen für die sthetik und die Nachhaltigkeit. Dieser Vorteil wird mit größerem Aufwand bei den Stabilitätsnachweisen erkauft. Im Eurocode 3 - Teil 1 “Entwurf und Berechnung von Stahlbauten - Grundregeln und Regeln für den Hochbau” sind die Stabilitätsregeln für Stabwerke, Plattenbeulen und Schalentragwerke zusammengestellt. Sie enthalten geometrische Ersatzimperfektionen für Nachweise nach Theorie 2. Ordnung oder Bemessungsformeln für Bauteilnachweise, die bereits Imperfektionen enthalten. Dieser Beitrag behandelt insbesondere die Konsistenz von Imperfektionsangaben und den Nachweisformeln für Bauteile. Eine solche Konsistenz besteht beim Knickstabnachweis, da die Knickformel mit einem Imperfektionsmodell abgeleitet wurde. Beim Biegedrillknicken, und Biegedrillknicken mit oder ohne Druckkraft und mit oder ohne zweiachsige Biegung ist aber die Konsistenz nicht ohne weiteres offensichtlich. Um die Situation zu klären, liefert der Beitrag einen Leitfaden für die Anwendung der sogenannten “Allgemeinen Methode” im Eurocode 3 - Teil 1-1, der es ermöglicht, die Biege- und Biegedrillknickfälle mit Druckkraft, einachsiger und zweiachsiger Biegung für beliebige Randbedingungen einfach nachzuweisen. Diese allgemeine Methode ist zuverlässigkeitsmäßig nach EN 1990 - Anhang D überprüft, und es werden Vergleiche mit Resultaten von Alternativmethoden im Eurococde 3 - Teil 1-1 angegeben.

Als Alternative zu stählernen Kreiszylinderschalen wird ein Sandwichzylinder mit einem neuen Elastomer als Verbundwerkstoff im Hinblick auf die Stabilität untersucht. Die Sandwichschale besteht dabei aus einem inneren und einem äußeren Stahlblech, die mit einem dazwischen liegenden Polyurethan-Elastomerkern dauerhaft verbunden sind. In Zusammenarbeit mit Krupp Stahlbau Hannover GmbH wurde am Institut für Stahlbau der Uni Hannover untersucht, ob die Anwendung dieser Sandwichtechnologie bei Türmen von Windenergieanlagen technisch sinnvoll ist. Insbesondere die Kombination mit höherfesten Stählen ist dabei von Interesse. Anhand von numerischen Beulanalysen wird die Gültigkeit einer Schalentheorie für laminierte Kreiszylinderschalen für den vorliegenden Verbundtyp überprüft. Abschließend folgt die Bewertung der Stabilität der Sandwichkonstruktion gegen Schalenbeulen infolge Axialdruck und Torsionsschub. Die Ergebnisse werden mit denen von stählernen Kreiszylinderschalen verglichen.

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In DIN 18800 und im EC 3 wird das ideale Biegedrillknickmoment als Bezugsgröße für den Tragsicherheitsnachweis biegedrillknickgefährdeter Träger verwendet]. Dabei ist es aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, die stabilisierende Wirkung angrenzender Bauteile zu berücksichtigen. In diesem Beitrag wird über die Ermittlung von MKi für am Obergurt seitlich gehaltene Stahlträger berichtet, die zusätzlich durch eine Drehbettung stabilisiert werden. Darüber hinaus wird auf die zugehörigen Eigenformen eingegangen, da sie für Nachweise unter Ansatz von geometrischen Ersatzimperfektionen benötigt werden. Als Ergänzung zu Berechnungen mit Hilfe von EDV-Programmen wird auch ein Näherungsverfahren zur Ermittlung von MKi vorgestellt, das für die Handrechnung geeignet ist.

Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob unter praxisrelevanten Bedingungen die Entstehung von Wasserstoff an vollmartensitischen Schraubankern möglich ist. Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen besteht bei martensitischen Werkstoffen bei Gegenwart von Wasserstoff stets die Möglichkeit einer wasserstoffinduzierten Versprödung des Materials. Hierfür wurde ein in der Praxis häufig anzutreffendes Szenario gewählt, das ein galvanisches Element, bestehend aus nichtrostenden Schraubankern (in diesem Fall martensitischen) und einer verzinkten Ankerplatte an einem Betonkörper, umfasst. Zum Nachweis einer Wasserstoffentwicklung werden der Elementstrom zwischen den Bauteilen sowie das Korrosionspotential erfasst. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass über eine zeitlich begrenzte Dauer eine starke kathodische Polarisation der martensitischen Schraubanker durch die korrosive Auflösung des Zinks erfolgt. Als Folge kommt es zur Wasserzersetzung im Phasengrenzbereich der Schraubanker und zur Entstehung von atomarem Wasserstoff. Das berechnete Gasvolumen des entstandenen Wasserstoffs an den Stahlankern wurde bestimmt und lag im Mittel bei 11,14 ± 1,94 ml. Eine Diffusion des an der Stahloberfläche adsorbierten Wasserstoffs in den martensitischen Werkstoff ist somit theoretisch möglich und impliziert eine mögliche Gefährdung durch wasserstoffinduzierte Rissbildung und spontanes Versagen unter Belastung.

Risk of hydrogen evolution on martensitic screw anchors under practical construction conditions
The present investigation deals with the question of whether the formation of hydrogen is possible on fully martensitic screw anchors under practical conditions. In contrast to austenitic materials, martensitic steels always have the possibility of hydrogen-induced embrittlement of the material in the presence of hydrogen. For this purpose, a scenario was chosen which is frequently encountered in practice and which comprises a galvanic element consisting of stainless screw anchors (in this case martensitic) and a galvanized anchor plate on a concrete body. The element current between the components as well as the corrosion potential are recorded to prove hydrogen development. The results of the tests show that a strong cathodic polarization of the martensitic screw anchors occurs over a limited period due to the corrosive dissolution of the zinc. As a result, water decomposition occurs in the phase boundary area of the screw anchors and atomic hydrogen is formed. The calculated gas volume of the resulting hydrogen at the steel anchors was determined and was 11.14 ± 1.94 ml on average. Diffusion of the hydrogen adsorbed on the steel surface into the martensitic material is thus theoretically possible and implies a possible risk of hydrogen-induced crack formation and spontaneous failure under load.

Zur Verbesserung des Tragverhaltens von aussteifenden Mauerwerkswänden unter Erdbebeneinwirkung wurde an der TU Dortmund eine neuartige Verstärkungsmethode entwickelt. Dünne textilbewehrte Betonelemente, die mittels mechanischer Verbindungsmittel an der Mauerwerkswand befestigt werden, führen zu einem Wandsystem, das nicht nur die Anforderungen an Integrität und Tragwiderstand erfüllt, sondern auch ein duktiles Grenztragverhalten entwickelt. Nach der Vorstellung des Konzepts und der Konstruktionsprinzipien werden anhand der Ergebnisse experimenteller und rechnerischer Untersuchungen die Kapazität sowie die Wirkungsweise dieses Verstärkungssystems detailliert vorgestellt. Besonders instruktiv sind dabei die Erdbebensimulationsversuche an geschosshohen Wänden mit dem direkten Vergleich zwischen unverstärkten und verstärkten Mauerwerkswänden. Nach der genaueren Beschreibung des Tragverhaltens und der Systemvoraussetzungen wird die Wirksamkeit des Verstärkungssystems für ein Gebäude mit aussteifenden Mauerwerkswänden mittels vergleichender Erdbebenberechnung identifiziert.

Retrofitting method for stiffening masonry walls in earthquake regions
To improve the load carrying behavior of stiffening masonry walls under earthquake action a new retrofitting method was developed at TU Dortmund University. Thin textile reinforced concrete elements fastened at the masonry wall with anchors lead to a wall system which not only fulfills the requirements for integrity and resistance but is also capable to develop a ductile limit state mechanism. Following the presentation of the concept and construction principles, the capacity and operation of the retrofitting system are presented with reference to experimental and analytical investigations. In this connection, earthquake simulation tests on full scale walls are especially instructive with the direct comparison of unretrofitted and retrofitted masonry walls. Next to the detailed description of its behavior and prerequisites, the effectiveness of the retrofitting system for a building with stiffening masonry walls is identified by means of comparative seismic analysis.