Flachdecken werden wirtschaftlich aus vorgefertigten Stahlbetonplatten und einer aufbetonierten Ortbetonschicht hergestellt. Das Tragverhalten dieser Elementdecken mit Gitterträgern ist ähnlich dem von Ortbetondecken. Bei der Bemessung und Konstruktion von Elementdecken sind jedoch einige Besonderheiten zu beachten. Der Eurocode 2 mit zugehörigem nationalem Anhang [1] enthält Regelungen hierzu. Als Durchstanz- und Verbundbewehrung kommen jedoch Bewehrungssysteme zur Anwendung, welche auf der Grundlage von nationalen oder europäischen Zulassungen bemessen werden. Die erforderlichen Nachweise im Durchstanzbereich von Flachdecken werden für unterschiedliche Systeme zusammengestellt und erläutert.

Flat Slabs built as Semi-Precast Slabs with Lattice Girders. Advice to application according to Eurocode 2
Flat slabs are economically made of precast slabs with insitu topping. The load bearing behaviour of these semi-precast slabs with lattice girders is similar to in situ concrete slabs. Eurocode 2 together with the German annex [1] gives advice for that. The used punching shear reinforcement and composite reinforcement have to be designed according to national or European technical approvals. The necessary proofs in case of flat slabs are consolidated and explained.

“Leicht Bauen mit Beton” und “form follows force” sind die Motivation dieses Artikels. Es wird ein Prozess vorgestellt, wie das Entwerfen, Berechnen und Bemessen von sehr leichten und filigranen Freiformschalen aus Betonfertigbauteilen in der Zukunft aussehen könnte. Dafür werden neueste Methoden aus dem Bereich CAD-basierte Verfahren verwendet, welche eine sehr elegante Vereinigung von Design und Analyse ermöglichen. Der vorgestellte Prozess zeigt den Weg von der Entwurfsidee bis zur Bestimmung der optimalen Geometrie und Anordnung der Betonfertigbauteile.

Design and Analysis of Curved Precast Concrete Components Using CAD-based Approaches - to build lightweight structures in the future
“Leicht Bauen mit Beton” and “form follows force” are the motivation for this article. In this contribution a process is presented, which shows how the design and analysis of very light, free-form shells, made of precast concrete components, could be done in the future. Therefore, new techniques from the area of CAD-based methods are used, which allow for a very elegant way of integrating design and analysis. The presented process shows the path from the idea of the design to the determination of the optimal geometry and assembly of the precast concrete components.

Die Europäische Normenreihe EN 1504 für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen steht unmittelbar vor ihrer Fertigstellung. Sie besteht aus 10 Hauptnormen und 62 zugehörigen Europäischen Prüfnormen. Die Hauptnormen EN 1504-2 bis 7 regeln die Produktgruppen Oberflächenschutzsysteme, Mörtel, Klebstoffe für Verstärkungen, Riß- und Hohlraumfüllstoffe, Ankermörtel sowie die Stahlbeschichtungen. Die Prinzipien für den Gebrauch der Produkte sowie die Anwendung der Produkte auf der Baustelle mit zugehöriger Qualitätssicherung sind in den Teilen 9 und 10 enthalten. Ferner ist die Qualitätssicherung der Produkte in Teil 8 geregelt. Somit liegt in Kürze ein umfassendes Normenwerk für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen vor. Derzeit wird beraten, wie dieses Normenwerk in Deutschland eingeführt wird. Aus verschiedenen Gründen wurde beschlossen, daß die Teile für Planung und Anwendung in Deutschland nicht eingeführt werden, weil mit den bestehenden Richtlinien des DAfStb “Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken” sowie der ZTV-ING langjährig bewehrte Regelwerke vorliegen. Um die Europäisch zukünftig mit CE-Zeichen markierten Produkte für Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken verwenden zu können, wurden für den Oberflächenschutz, die Mörtel, Rißfüllstoffe und die Stahlbeschichtungen inzwischen entsprechende Restnormen (DIN V 18026 bis 18028) erarbeitet, während die Kleber und Ankermörtel wie bisher in Zulassungen geregelt werden. In diesem Beitrag wird beschrieben wie zukünftig in Deutschland Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen mit genormten Produkten nach EN 1504 erfolgen soll.

Excavation material from tunnel constructions, which is generally regarded as waste, has to be disposed of properly, but is good input material for producing recycling aggregates or for on-site reclaiming or recycling action. Due to the large mass and potential contaminations from rock formations and/or tunnelling process, reclaiming or recycling has to be monitored. The waste law provides standardized examination methods and parameters, limit values, quality classes and requirements. In the course of the revision of the Austrian landfill ordinance and the Austrian circular economy strategy by the Federal Ministry Republic of Austria Climate action, environment, energy, mobility, innovation anf technology (BMK), adaptions regarding the promotion of circular economy for this material should be developed. This study provides a description of the technical and legal requirements, actual challenges and an outlook to possible changes of the requirements.
Tunnelausbruchmaterial, das in der Regel als Abfall anfällt, muss einerseits ordnungsgemäß entsorgt werden, stellt andererseits aber ein potenzielles Ausgangsmaterial für die Herstellung z.T, hochwertiger Recycling-Baustoffe dar oder kann bereits vor Ort sinnvoll verwertet werden. Aufgrund der großen Masse sowie möglicher, sich teilweise beeinflussender Kontaminationsmöglichkeiten aus dem Tunnelvortrieb bzw. dem Ausgangsgestein muss eine Verwertung kontrolliert erfolgen. Dafür existieren seitens des Abfallrechts Untersuchungsvorgaben, Parameter, Qualitätsklassen und Verwertungsvorgaben. Im Zuge einer Novelle der Deponieverordnung sowie der Kreislaufwirtschaftsstrategie des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) sollen hier Anpassungen dieser Anforderungen in Richtung der Forcierung einer Kreislaufwirtschaft angedacht werden. In dem Beitrag sollen sowohl die bisherigen rechtlichen und fachlichen Anforderungen, aktuelle Herausforderungen aus der Umsetzung sowie ein Ausblick auf eventuelle Änderungen der Rahmenbedingungen dargestellt werden.

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Im Zuge des massenhaften Einsatzes von Probebelastungen im 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts zeigte sich die Notwendigkeit, deren Planung, Durchführung und Auswertung durch allgemeine Richtlinien und Normen zu stützen.
Im Beitrag wird das Ringen um erste zaghafte Festlegungen beschrieben, die im Laufe der Jahre immer konkreter zu einer verwendbaren Handlungsgrundlage ausgearbeitet wurden. Unter Kritikern blieb jedoch immer die Frage über die Sicherheit und vor allem die Aussagekraft von Belastungsversuchen auf der Grundlage der verwendeten Bewertungskriterien offen.
Mit der Weiterentwicklung der Berechnungsverfahren auch durch den Einsatz von Computertechnik wurden Probebelastungen von Neubauten ab den 1970-er Jahren entbehrlich. Für auffällig gewordene bestehende Tragwerke stellt die Probebelastung jedoch auch heute noch eine  -  und manchmal die einzige  -  Methode zum Nachweis einer ausreichenden Tragfähigkeit dar. Die hierfür angewendete moderne Belastungs- und Messtechnologie bietet jedoch im Unterschied zur traditionellen Vorgehensweise ein hohes Maß an Sicherheit und Informationsgewinn.

Historical Development and current practise of load tests in situ  -  Part 2: Development of standards and current practise.
Because of the large demand and use of load testing in the 19th and at the beginning of the 20th century, there was the necessity to standardise the planning, execution and analysis in general guidelines and codes.
This article describes the struggling and first tentative specification, which were more and more specified to an useful basis in the following years. The used criterions for the assessment have often been a reason for critics on the value and the safety of loading tests.
The further development of calculation methods especially the computer technology made the load testing of new structures superfluous in the 1970s. But for existing structures loading tests are today often a  -  and sometimes the only  -  method to proof a sufficient load bearing capacity. The today used modern loading- and measuring technology provides, in contrast to the traditional method, a high degree of safety and structural information.

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Durch den radikalen Wechsel vom Verbundpartner Stahl zu Carbonstrukturen müssen die Anforderungen an die Matrix völlig neu überdacht werden. Dieser Aufgabe widmete sich das Basisvorhaben B2 im Rahmen des Großprojekts Carbon Concrete Composite C3. Bei der konkreten Entwicklung und Umsetzung der Bindemittel- und Betonkonzepte standen im Vorhaben eine langfristige Verfügbarkeit der Ausgangsstoffe, ökologische und wirtschaftliche Kriterien, das Erreichen bestimmter Frisch- und Festbetoneigenschaften sowie eine kurzfristige Umsetzbarkeit der Ergebnisse in die Baupraxis im Vordergrund. In der Summe ließen diese Vorgaben im aktuellen Stadium noch keine alternativen Bindemittel, Gesteinskörnungen sowie Betonzusatzstoffe zu. Daher erfolgte die Bindemittel- und Betonentwicklung durch Optimierung herkömmlicher Systeme für die Anwendung in Kombination mit Carbonbewehrung. Basierend auf dem Prinzip der Packungsdichte konnten auch bei feinkörnigen Betonen deutlich reduzierte Gesamtwasser- und Klinkergehalte in Kombination mit verbesserten Verarbeitungseigenschaften erzielt werden. Im vorliegenden Aufsatz werden einige der entwickelten Bindemittelsysteme und Betonzusammensetzungen vorgestellt. Die betontechnische Vorgehensweise bei der Optimierung von Zusammensetzung und Frischbetoneigenschaften wird am Beispiel eines selbstverdichtenden weißen Feinkornbetons veranschaulicht. Eine praxisnahe Erprobung der entwickelten Bindemittel und Betone erfolgte durch die Herstellung von C3-Demonstratorbauteilen.

Carbon Concrete Composites C3 - Sustainable binders and concretes for the future
Due to the radical change from steel to carbon reinforcement, the requirements of the matrix must be completely reconsidered. Within the framework of the large-scale project Carbon Concrete Composite C3, the basic project B2 was devoted to this task. In the actual development and implementation of the binder and concrete concepts, the project focused on the long-term availability of the raw materials, ecological and economic criteria, the attainment of certain fresh and hardened concrete properties, and the short-term implementation of the results in construction practice. In general, these specifications at the current stage did not permit the use of any alternative binders, aggregates, and concrete additives or admixtures. Thus, the binder and concrete development was carried out by optimizing ‘conventional’ systems for application in combination with carbon fiber reinforcement. Based on the packing density principle, significantly reduced total water and clinker contents were achieved in fine-grained concretes alone with improved processing properties. The article at hand introduces some of the binder systems and concrete compositions developed. The concrete technique for the optimization of the compositions and fresh concrete properties is illustrated in the example of a self-compacting, fine-grained white concrete. The binders and concretes developed were tested in the production of structural members made of carbon concrete composite (C3 demonstrators).

Die heutigen Möglichkeiten, im Stahlbetonbau komplexe Freiformen, geschwungene Wandungen und filigrane Details zu realisieren, bedingen Schalungstechnologien, die diesen Entwicklungen gerecht werden. Hohe Präzision bei maximaler Formfreiheit ist dabei ein wesentliches Anforderungskriterium für den Schalungsbau der neuen, sogenannten Freiformarchitekturen. Die Voraussetzungen für die Formfreiheit sind digitale 3D-Planungs- und Fertigungstechnologien, mit deren Hilfe Schalungen mit hoher Präzision und beliebigen Freiheitsgraden entworfen und gefertigt werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt einen Forschungsansatz, in dem Industriewachse als Schalungsmaterialien verwendet werden. Diese stellen durch die Wiederverwendbarkeit der Wachse einen ökonomischen und ökologischen Fertigungsprozess für individuelle Beton-Freiformen dar.

Non-Waste wax formwork-technology
Today's possibilities to realize complex free-form reinforced concrete shapes, curved walls and filigree details require a formwork technology which meets these challenges. High precision with maximum freedom of form is therefore an essential requirement for the formwork of this new, so-called freeform architectures. Preconditions for this are the 3D digital design and manufacturing technologies, with their help formwork can be designed and manufactured in high precision and with many degrees of freedom in form. This paper describes a research approach using industrial waxes as formwork materials. Due to the nearly 100 % recyclability of the wax, this approach is an economical and ecological manufacturing process for customized free-form-members made of concrete.

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- Architekturpreis Beton 2008 entschieden
- Die neue Metro-Linie m2
- fib Bulletin 46: Fire design of concrete structures - structural behaviour and assessment

Der Artikel vergleicht die Sicherheitselemente der Stahlbetonnorm ETV Beton und der aktuellen DIN 1045-1. Der Vergleich erfolgt sowohl allgemein für die charakteristischen Werte der Einwirkungen, für die Teilsicherheitsfaktoren für Einwirkungen und Widerstände und für die Kombinationsbeiwerte, als auch konkret über den Vergleich der ermittelten Bewehrungsmengen an einem Beispiel. Es zeigt sich, daß insbesondere der Teilsicherheitsfaktor für die ständigen Einwirkungen in dem ETV Beton niedriger als in der DIN 1045-1 war. Neuere Entwicklungen auf der Ebene des Eurocodes, die einen geringeren Teilsicherheitsfaktor für die Eigenlast vorschlagen, werden durch die hier vorgestellte Untersuchung gestützt.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kurz zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Zur Minimierung der Profilverformung werden Verbundbrücken durch ihr Quersystem ausgesteift. Bei Verbundbrücken mit einem begehbaren Hohlkastenquerschnitt wird dieses i. d. R. durch einen Querrahmen ggf. mit Innen- bzw. Außendiagonalen gebildet. Bei der Bemessung des Quersystems ist die Annahme eines gelenkigen Anschlusses zwischen Querrahmen und Fahrbahnplatte praxisüblicher Standard. Eine Querbiegetragfähigkeit der Verbundfuge wird mangels fehlender Bemessungsregeln bzw.-modelle nicht in Rechnung gestellt. Da aufgetretene Schadensfälle zeigen, dass diese Annahme im Grenzzustand der Ermüdung auf der unsicheren Seite liegen kann, wird in den nachfolgenden Ausführungen ein praxistaugliches Berechnungsmodell vorgestellt, über welches sich die Anschlusssteifigkeit realistisch erfassen lässt. Die Plausibilität des entwickelten Modells wurde im Rahmen einer Monitoringmaßnahme an der Talbrücke Ganslandsiepen überprüft.

Investigations on the stiffness of cross frame connections in composite bridges
Composite bridges are stiffened by their cross system to minimize their profile deformation. In the case of composite bridges with an accessible box girder, this is usually formed by a transverse frame with internal or external diagonals. For the design of the cross system, it is common practice to assume a hinged connection between the cross frame and the deck slab. The composite joint's transverse bending load capacity is not considered due to the lack of design rules or models. Since cases of damage have shown that this assumption can be on the unsafe side in the fatigue limit state, a practical calculation model is presented, which allows the realistic consideration of the connection stiffness. The plausibility of the developed model was tested within a monitoring measure at the Ganslandsiepen viaduct.

Das Entwerfen im Leichtbau ist die Suche nach dem Leichtestmöglichen. Es ist das Herantasten an das physikalisch und das technisch Machbare und damit auch das Arbeiten an den wissenschaftlichen Grenzen. Mit dem vom Autor entwickelten Ultraleichtbau kann man die Grenzen des Leichtestmöglichen weit hinausschieben. Neben der Reduktion des Materialverbrauchs auf ein bisher nicht für vorstellbar gehaltenes Minimum wird es im Ultraleichtbau auch möglich, Verformungen zu reduzieren und Schwingungen unter dynamischer Beanspruchung zu dämpfen - ein enormer Fortschritt, der sehr interessante Perspektiven für das Bauwesen eröffnet. Der vorliegende Artikel beschreibt zugrundeliegende theoretische Überlegungen und präsentiert diverse Experimentalbauten, die das Potential des Ultraleichtbaus eindrücklich vor Augen führen.

Ultralightweight Structures.
The search for lightweight constructions is the search for boundaries. Designing the lightest possible constructions can be equated with feeling one’s way towards the limits of what is physically and technically possible. It is about the aesthetics and physics of the minimal, and it is about stepping across the dividing lines between scientific disciplines. Using the concept of Ultralightweight Structures developed by the author, it becomes possible to reduce the use of material to a minimum hihterto considered unachievable. Moreover, it leads to the reduction of distortions and helps to dampen vibrations - an enormous progress opening up interesting new perspectives for architecture. The present article describes the theoretical considerations underlying the concept of Ultralightweight structures and presents a selection of experimental structures demonstrating the potential of this new concept.

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Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit setzen ausreichende Duktilität voraus. Insbesondere bei der Bemessung nach dem Traglastverfahren, im Erdbebenfall, bei Explosion oder Anprall werden die plastischen Reserven von Konstruktionen gefordert, und es muss sichergestellt werden, dass ausreichendes Verformungsvermögen vorliegt und kein sprödes Versagen auftritt. Zur Absicherung der Nachweismodelle werden im Regelfall Versuche bei Raumtemperatur durchgeführt und entsprechende Sicherheitselemente abgeleitet.
Im Rahmen dieses Aufsatzes werden schädigungsmechanische Methoden vorgestellt, die es ermöglichen, das duktile Versagensverhalten von Stahlbauteilen vorherzusagen. Basierend auf einem Grenzzustand zwischen der lokalen plastischen Dehnungsanforderung, die sich aus der globalen Belastung, dem Detail und dem verwendeten Stahl ergibt, und dem lokalem plastischem Dehnungswiderstand, der sich in Abhängigkeit von Stahlsorte, Temperatur und Dehnrate quantifizieren lässt, können in Zukunft realistische Kriterien für die Werkstoffauswahl in der Hochlage bereitgestellt werden. Der nachfolgende Aufsatz zeigt Auszüge aus den Ergebnissen eines Europäischen Forschungsvorhabens [1] zur Bestimmung eines Hochlagenkriteriums für den Stahlbau.
Prediction of ductile failure of steel structures by damage mechanics.
For the verification in the ultimate limit state sufficient ductility is assumed. Especially in plastic design and for seismic events, explosion or impact it has to be ensured, that the structure shows sufficient deformation capacity and the material provides enough ductility in the upper shelf region and brittle fracture is excluded. To validate the verification procedures tests are performed at room temperature and corresponding safety elements are derived.
Within this article methods based on damage mechanics are presented which allow for an estimation of the ductile fracture behaviour of steel structures in the upper shelf. By this means extensive testing may be supplemented or replaced to some extent. Based upon a limit state between local plastic strain requirements arising from loading situation, detail and steel grade, and local plastic strain resistances given in dependency of the material, temperature and strain rate realistic criteria for the selection of material in the upper shelf will be derived.
In the following excerpts of the results of a European project [1] are shown which deals with the derivation of an upper shelf criterion for steel structures.

Statisch anspruchsvolle Probleme werden oft durch FE-Berechnungen mit Schalenelementen gelöst. Neben Verformungen, Spannungen und Schalenschnittgrößen interessieren außerdem häufig auftretende Stabschnittgrößen an Anschlußpunkten oder in verschiedenen Schnitten. Stabschnittgrößen aus FE-Schalenmodellen standen bisher noch nicht zur Verfügung, also mußten indirekte Wege gefunden werden, um z. B. Anschlußsteifigkeiten oder die gewünschten Schnittgrößen zu ermitteln. Im folgenden wird anhand einiger leicht verständlicher Beispiele ein vielseitig einsetzbares Verfahren vorgestellt, das die Berechnung von Stabschnittgrößen aus Spannungen der FEM ermöglicht.

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Die Ermüdungssicherheit einer Bahnbrücke in genieteter Stahlbauweise mit aufgesetztem Schottertrog, die seit 1897 in Betrieb ist, wurde anhand eines Monitorings nachgewiesen. Es wurde die Ermüdungsbeanspruchung durch 52.060 Züge während 414 Messtagen aufgenommen. Die größten gemessenen Spannungswerte von 33 MPa traten im maßgebenden Zuggurt in Feldmitte des Fachwerkträgers einer Spannweite von 20 m auf und wurden durch die Lokomotiven erzeugt. Die für den Ermüdungsnachweis maßgebenden Spannungsdifferenzen waren damit deutlich kleiner als die Dauerfestigkeit des Nietdetails. Die Ermüdungssicherheit wurde somit aufgrund des Monitorings bereits auf der Stufe der Dauerfestigkeit nachgewiesen. Die Nietkonstruktion ist folglich betreffend Ermüdung nicht kritisch und wird im Hinblick auf eine lange künftige Nutzungsdauer ertüchtigt. Die Messungen zeigen außerdem die erwarteten großen Unterschiede zwischen gemessenen und anhand einer Nachrechnung berechneten Spannungsgrößen.

Monitoring based fatigue safety verification of the riveted steel structure of a railway bridge
The fatigue safety of a railway bridge in riveted steel construction with a fitted ballasted trough, which has been in operation since 1897, was verified by means of monitoring. The fatigue stress of 52,060 trains was recorded during 414 measuring days. The largest measured stress values of 33 MPa occurred in the relevant tension chord in the center of the 20 m span main truss girder and were generated by the locomotives. The stress ranges decisive for the fatigue verification were thus significantly smaller than the fatigue strength of the rivet details. The fatigue safety was thus already verified at the fatigue endurance limit on the basis of the data from monitoring. The riveted steel structure is thus not critical with regard to fatigue and will be upgraded in view of a long future service duration. The measurements also show the expected large differences between the measured stress values and those calculated by means of a recalculation.

Der Arbeitskreis “Baugruben” der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik befasst sich im Rahmen der Vorbereitung der 6. Auflage der Empfehlungen des Arbeitskreises “Baugruben” (EAB) mit der Überarbeitung und Ergänzung der vorliegenden 5. Auflage. In diesem Zuge wurden neue Empfehlungen für die Planung und Ausführung von Unterfangungen, eine vollständige redaktionelle Überarbeitung des Kapitels “Baugruben in weichen Böden” sowie eine ergänzende Empfehlung für die Ermittlung von Kopfverformungen nicht gestützter Wände erarbeitet. Damit wurde aus Sicht des Arbeitskreises den Anforderungen aus der Praxis, der Anwendungsfreundlichkeit der Empfehlungen sowie dem Auftreten von Schadensfällen in der Bauausführung Rechnung getragen. Gegenstand des vorliegenden Aufsatzes ist der Abdruck der wesentlichen Textpassagen und überarbeiteten Empfehlungen mit der Bitte um Stellungnahme durch die Fachwelt.

Report of the working group for recommendations on excavations: outlook 6th edition EAB - underpinnings, excavations in soft soils, head deformations of non-supported walls
The working group “Baugruben” of the German Geotechnical Society deals with the revision and supplement of the present 5th edition in process of the preparation of the 6th edition of the Recommendations on Excavations (EAB). In this course, new recommendations for the design and execution of underpinnings, a complete editorial revision of the section “Excavations in soft soils” as well as additional recommendations for the determination of head deformations of non-supported walls were established. From the perspective of the working group “Baugruben”, this took into account the practical requirements, the ease of use of the recommendations and the events of damage in construction works. The subject of this article is the reprinting of the main passages and revised recommendations with the request for comment from experts.