Schraubenverbindungen im Turm- und Mastbau werden immer dann als gleitfest vorgespannte Verbindungen der Kategorien B oder C nach DIN EN 1993-1-8 ausgeführt, wenn die Verformungen und der Schlupf in den Verbindungen minimiert werden müssen, wie zum Beispiel bei Funkmasten und Türmen von Windenergieanlagen. Wesentliche Einflussparameter auf die Tragfähigkeit einer gleitfesten Verbindung sind die Höhe der Vorspannkraft in den Schrauben und die Reibeigenschaften der gepaarten Oberflächen - beschrieben durch die Haftreibungszahl. Ein möglichst hoher und über die Lebensdauer der Struktur garantierter Gleitwiderstand ist wünschenswert, um die Anzahl der Schrauben und die Flächen der aufwändig und damit kostenintensiv herzustellenden Verbindungen gering zu halten und der Forderung der Industrie nach wartungsfreien Verbindungen nachzukommen. Aus diesen Gründen erfolgen derzeit umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung der Haftreibungszahl gleitfester Verbindungen auf Basis der DIN EN 1090-2 im Rahmen des europäischen RFCS-Forschungsvorhabens SIROCO unter Berücksichtigung unterschiedlicher Vorspannkraftniveaus und Beschichtungsarten, die im vorliegenden Beitrag auszugsweise am Beispiel von Alkali-Zink-Silikat beschichteten und spritzverzinkten gleitfesten Oberflächen vorgestellt werden.

Slip-resistant connection in towers and masts - testing and coating.
Bolted connections in towers and masts are executed as slip-resistant connections of categories B or C according to EN 1993-1-8 when deformations and slip have to be minimized, e. g. in radio masts and towers of wind turbines. The load bearing capacity of slip-resistant connections is mainly influenced by the level of preloading in the bolts and the friction of the faying surfaces - described by the slip factor. The highest possible and over the service life of the structure guaranteed slip resistance is desirable in order to keep the number of bolts and the faying surfaces of the complex and therefore expensive connections low and to meet the demand of the industry for maintenance-free connections. For these reasons, at present, extensive studies on the determination of the slip factor of slip-resistant connections on the basis of EN 1090-2 are carried out as part of the European RFCS research project SIROCO taking into account different preloading levels and coating types. Within the present contribution, first results are presented for alkali zinc silicate coated and zinc spray metallized faying surfaces.

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Als Teilmaßnahme des Infrastrukturprojekts “Erneuerung des OB-Karl-Lehr-Brückenzugs, 2. Bauabschnitt” in Duisburg wird seit 2019 die Dükerung und Leitungsumverlegung unter dem Hafenkanal als vorgezogene Maßnahme durchgeführt. Der im gesteuerten Rohrvortrieb über eine Strecke von 220 m hergestellte Düker wird zukünftig alle derzeit mit den Brückenbauwerken überführten Versorgungsleitungen aufnehmen und damit einen beschleunigten Bauablauf für den Ersatzneubau des Brückenzugs ermöglichen. Neben dem eigentlichen Rohrvortrieb stellten die sehr tiefen Baugruben von ca. 30 m eine Herausforderung für die Planung und die Ausführung dar. Der vorliegende Beitrag erläutert den Werdegang und die technischen Aspekte der Planung und gibt Einblicke in die bauliche Umsetzung der Spezialtiefbaumaßnahme. Darüber hinaus wird kompakt über das Gesamtprojekt und den aktuell laufenden Ersatzneubau der Ruhr- und Hafenkanalbrücke informiert.

Culvert of the harbor canal in Duisburg
As part of the infrastructure project “Renewal of the OB-Karl Lehr Bridge, 2nd construction section” in Duisburg, the culvert and supply line relocation under the port canal has been carried out as an early action since 2019. The culvert, constructed by controlled pipe jacking over a distance of 220 m, will in future accommodate all the supply lines currently being transferred with the bridge structures and thus enable an accelerated construction sequence for the replacement of the bridges. In addition to the actual pipe jacking, the very deep construction pits/shafts of approx. 30 m posed a challenge for planning and execution. The present paper explains the development and technical aspects of the planning and provides insights into the constructional implementation of the special civil engineering measure. In addition, compact information is provided about the main project and the currently ongoing replacement construction of the Ruhr Bridge and Harbor Canal Bridge.

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In der Bauwerkserhaltung gewinnt die permanente Überwachung mittels Monitoringsystemen immer mehr an Bedeutung. Es ist ein vorrangiges Ziel der Bauwerkserhaltung, diese Überwachungsergebnisse mit numerischen Methoden zu koppeln, um damit die Bestimmung der Zuverlässigkeit der Struktur zu ermöglichen. Eine Möglichkeit, die Monitoring Daten effizient für die Erhaltungsplanung zu nutzen, bieten die "Sensitivity Factor Evolution Methode" und die Neuronale Netzwerktechnik. Diese Verfahren werden gemeinsam mit einem kurzen Exkurs über die stochastische Modellbildung von Beton im folgenden Artikel vorgestellt.

Zahlreiche Forschungsarbeiten der letzten Jahre belegen die ermüdungsfestigkeitssteigernde Wirkung höherfrequenter Hämmerverfahren bei geschweißten Stahlbauteilen. Ungeachtet der intensiven Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der höherfrequenten Hämmerverfahren (HFH) auf nationaler sowie internationaler Ebene darf die durch diese Verfahren erzielbare Ermüdungsfestigkeitssteigerung in Deutschland derzeit noch nicht bei der Bemessung berücksichtigt werden. Bisherige Anwendungen dieser Verfahren beschränken sich im Bauwesen auf Projekte, in denen der Bauherr oder die Bauaufsicht im Einzelfall zugestimmt hat. Eine DASt-Richtlinie, die die Ermüdungsbemessung von HFH-nachbehandelten Konstruktionen regelt, wird einen entscheidenden Beitrag zur zukünftigen baupraktischen Anwendung dieser Verfahren leisten. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse eines Forschungsprojekts, dessen Ziel die Entwicklung eines Bemessungskonzepts für HFH-nachbehandelte Schweißnähte war, vorgestellt. Dieser Bemessungsvorschlag stellt die Grundlage für die künftige DASt-Richtlinie dar und regelt die Kerbfalleinordnung gemäß Eurocode 3 für nachbehandelte Schweißnähte abhängig vom Spannungsverhältnis und der Werkstoffstreckgrenze unter Angabe geeigneter Anwendungsgrenzen. Die zunehmende Wirksamkeit dieser Verfahren für höherfeste Stähle wird durch das erarbeitete Konzept vorteilhaft berücksichtigt.

Development of a DASt-guideline for high frequency mechanical impact treatments - conclusion of investigations and proposal of DASt-guideline-draft.
Numerous research work in recent years has proven an increase in fatigue strength by using high frequency mechanical impact (HFMI) treatment on welded steel joints. Regardless of the profound research activities in the field of HFMI-methods at national and international level, the increase in fatigue strength that can be achieved by these methods may not be taken into account for the design of welded structures in Germany until now. Previous use of HFMI-methods for structural applications is limited to projects in which a technical approval has been obtained for particular cases (ZiE). A DASt-guideline, which regulates the design of HFMI-treated structures, will make a decisive contribution regarding structural applications of these methods in future. This paper presents the results of a research project with the objective of developing a design concept for HFMI-treated welds. This design proposal forms the basis for the forthcoming DASt-guideline and regulates the classification of fatigue strength for HFMI-treated welds depending on the stress ratio and the material yield strength according to Eurocode 3, specifying suitable application limits. The developed concept also takes into account the increasing effectiveness of these methods with increasing material strength.

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Am 20. Januar 2001 wurde die Stahlkonstruktion der Oberlipperstraßen-Brücke Nr. 451 im Zuge der Kreisstraße K2412 über den Datteln-Hamm-Kanal eingeschwommen. Es wird über Konstruktion und Montage dieser Stabbogenbrücke mit einer Stützweite von 93,60 m berichtet. Hierbei wird schwerpunktmäßig das gewählte Montagekonzept erläutert.

Bei der Injektion von Feinstbindemittelsuspensionen kommt es als Folge von Tiefenfiltrationsmechanismen zu einer Anreicherung der Bindemittelpartikel in der Nähe der Injektionsquelle sowie reduzierten Bindemittelgehalten in den Randzonen der Injektionskörper. Hierdurch kommt es zu einer Verringerung der prognostizierten Injektionsreichweiten. Gleichzeitig ergeben sich in den Randzonen der Injektionskörper erhöhte Durchlässigkeiten und reduzierte Festigkeiten. Mit Hilfe einer Serie von großmaßstäblichen Injektionsversuchen wurden die Auswirkungen von Tiefenfiltrationsmechanismen auf die Ausbreitung von Feinstbindemittelsuspensionen in Lockergesteinen untersucht und Hinweise für die Ausführung von Injektionsmaßnahmen mit Feinstbindemittelsuspensionen gegeben.

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Übliche Qualitätsprüfungen an mineralischen Deponiedichtungsschichten nach Frosteinwirkung beschränken sich in der Regel auf den Nachweis der geforderten Einbaudichte bzw. Durchlässigkeit. Diese Parameter sind insbesondere unter den Bedingungen des geschlossenen Systems und schneller Frosteindringung nicht immer alarmierenden Veränderungen unterworfen oder werden als solche nicht erkannt. Gleichzeitig kann daraus allerdings nicht auf eine Beeinträchtigung mechanischer Parameter, wie die Grenzdehnbarkeit oder die Scherfestigkeit geschlossen werden. Der vorliegende Beitrag dokumentiert Versuche, in denen drei Deponiedichtungserdstoffe hinsichtlich Durchlässigkeit, Grenzdehnbarkeit und einaxialer Druckfestigkeit nach einem bzw. zwei Frost-Tau-Wechseln (geschlossenen System) untersucht und vergleichend gegenübergestellt wurden. Dabei zeigte sich, daß nach zwei Frostdurchgängen bei allen Materialien der Durchlässigkeitsgrenzwert von 5 mal 10 hoch -10 m/s überschritten wurde, es jedoch lediglich in einem Fall zur Überschreitung des Grenzwertes von 5 mal 10 hoch -9 m/s kam. Hinsichtlich der Grenzdehnbarkeit, ein für die Einschätzung der Verformungssicherheit im Rahmen der Deponienachsorge wichtiger Kennwert, zeigte lediglich ein Erdstoff eine signifikante Abnahme. Die anderen beiden Erdstoffe reagierten hingegen mit signifikanten Abnahmen der Grenzzugspannung und der einaxialen Druckfestigkeit. Ergänzende computertomographische Aufnahmen dienten der Veranschaulichung der erreichten Gefügehomogenität der verdichteten Materialien, waren allerdings nur bedingt zur Visualisierung frostbedingter Gefügeänderungen geeignet.

Die Applikation eines Oberflächenschutzsystems befahrener korrosionsgefährdeter Stahlbetonbauteile wird seit vielen Jahren im Rahmen des nach TR Instandhaltung [3] definierten Prinzips 8.3 (W-Cl) angewandt. Die damit erreichbare Wirkung dieses Instandsetzungsprinzips ist nach wie vor schwer einzuschätzen, da sowohl der zeitliche Verlauf der von verschiedenen Einflüssen abhängigen Korrosionsaktivität als auch die Chloridumverteilung infolge der Beschichtung nicht eindeutig bestimmt sind. Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der dreidimensionalen zeitabhängigen Erfassung der Chloridumverteilung nach dreimonatiger, damit kurzzeitiger, intermittierender Tausalzkontamination bewehrter gerissener Betonbalken und anschließender Beschichtung. Nach dieser Kurzzeitexposition wurden die Risse beschichtet und über einen Zeitraum von 18 Monaten insgesamt 160 Chloridprofile aus dem chloridbelasteten Rissbereich des Betons entnommen. Die Versuchsmatrix umfasste dabei sowohl Biege- als auch Trennrisse sowie CEM-I- und CEM-III-Betone. Die tiefenabhängigen Chloridgehalte aus der Bohrmehlentnahme der baupraktisch üblichen Blindprofile (über dem Riss senkrecht gebohrt) wurden durch die Chloridgehalte der Profile entlang der nachträglich offengelegten Rissflanken bestätigt. Zusätzlich konnte senkrecht zur Rissflanke kein signifikanter Einfluss der Grenzfläche zwischen Beton und Bewehrung gegenüber unbewehrtem Beton als begünstigender oder limitierender Faktor ausgemacht werden. Da bei den meisten Profilen am Ende des Untersuchungszeitraums von 18 Monaten in unmittelbarer Nähe zum Riss immer noch Chloridgehalte über 0,5 M.-%/z. vorlagen, ist, zunächst nur Informationen zum Chloridgehalt in Betracht ziehend, aktive Korrosion nach wie vor nicht auszuschließen.

Chloride redistribution in cracked and with W-Cl repaired reinforced concrete structures
The application of a surface protection system to avoid corrosion in frequented reinforced concrete structures, has been used for many years as a part of the repair method 8.3 (W-Cl). The effectiveness of this repair method is still not clearly established, since both the course of the corrosion mechanisms and the chloride redistribution as a result of the coating have not been clearly determined. Thus, the focus of the present work tackles three-dimensional, time-dependent recording of chloride redistribution after three months of intermittent de-icing salt contamination of reinforced, cracked concrete beams and subsequent surface coating. A total of 160 chloride profiles have been collected over a period of 1.5 years. The test matrix included both bending and transverse cracks as well as CEM I and CEM III concretes. The depth-dependent chloride contents determined from drilling dust sampling of blind profiles used in construction practice were confirmed by the chloride contents of the profiles along the subsequently opened crack flanks. In addition, perpendicular to the crack flank, no significant influence of the interface between concrete and reinforcement could be identified as a favoring or limiting factor compared to plain concrete. Most of the profiles still showed chloride contents above 0.5 M.-%/c. in the immediate vicinity of the crack at the end of the investigation period of 1.5 years. From this point of view corrosion activity still cannot be excluded entirely.

Eine baubegleitende oder langfristige Überwachung von historischen Bauwerken dient der Bemühung, Einwirkungen und Veränderungen an der bestehenden Bausubstanz frühzeitig zu erkennen, um etwaige Schädigungen zu verhindern und den Bestand zu sichern. Mit dem dargelegten Instrumentierungskonzept für Schloß Tirol in Südtirol wurde versucht, einige aussagekräftige Größen zu identifizieren und zu erfassen, um dieser Aufgabe mit den vorhandenen Mitteln bestmöglich gerecht zu werden. Zudem soll auch ein Abriß der wichtigsten Erkenntnisse aus den gewonnenen Meßdaten diskutiert werden.

An Schwachwindstandorten ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) zumeist nur mit großen Rotordurchmessern und Nabenhöhen möglich. Große Nabenhöhen stellen große Herausforderungen an die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Türme, die für den sicheren Betrieb der Anlage bestimmte statische und dynamische Eigenschaften erfüllen müssen. In Kombination mit steigenden Nennleistungen führt dies zu höheren Betriebslasten bei derartigen WEA. Für materialeffiziente Stahlrohrturmstrukturen sind daher erhöhte Anforderungen an die Schwingfestigkeit geschweißter Kerbdetails notwendig. Dieser Aufsatz befasst sich mit Untersuchungen zur Bewertung der Schwingfestigkeit eines typischen Konstruktionsdetails, der Schweißbuchse. Darüber hinaus werden alternative Konzepte mit dem Ziel der Schwingfestigkeitssteigerung vorgestellt und bewertet, welche einerseits auf die Reduktion des Wärmeeintrags und anderseits auf die Randschichtverfestigung setzen. Neben experimentellen Unter suchungen zum Blechdicken- und Mittelspannungseinfluss werden auf Basis der neu erschienenen Norm DIN 18088-3 [1] die Möglichkeiten einer praxisnahen Anwendung von numerisch basierten Nachweiskonzepten zur Ermüdungsfestigkeit beleuchtet und den Versuchsergebnissen vergleichend gegenübergestellt.

Experimental and numerical investigations on the fatigue strength of welding details in tubular steel towers for wind turbines
At low-wind locations, economic operation of wind turbines is usually only possible with large rotor diameters and hub heights. Large hub heights present great challenges to the ultimate and fatigue limit state of the towers, which must meet certain static and dynamic requirements for the safe operation of the turbine. For material-efficient tubular steel tower structures, higher requirements are therefore necessary for the fatigue strength of welded notch details. This article deals with investigations to evaluate the fatigue strength of a typical design detail, the weld bushing. In addition, alternative concepts with the aim of increasing the fatigue strength are presented and evaluated, which on the one hand focus on the reduction of heat input and on the other hand on the surface layer hardening. In addition to experimental investigations on the influence of plate thickness and mean stress, the newly published standard DIN 18088-3 [1] will be used to examine the possibilities of a practical application of numerically based verification concepts for fatigue strength and compare them with the test results.

In der südkoreanischen Metropole entstand in den Jahren 2007 bis 2011 das Busan Cinema Center (BCC), das ab 2012 Schauplatz für das Busan International Film Festival (BIFF) sein wird, eines der wichtigsten Filmfestspiele in Asien. Zwischen einem Kinokomplex in Massivbauweise mit mehreren Kinosälen und einem großen Theatersaal sowie einem Verwaltungsbau spannen zwei Stahldächer mit gewaltigen Ausmaßen, welche die Open-Air Bereiche des BCC überspannen und dem Projekt ihre charakteristische Signatur verleihen. Während das so genannte small roof zwischen den Gebäuden ca. 110 m weit gespannt ist, kragt das big roof an einer Seite spektakuläre 85 m aus und ist somit die weiteste Dach-Auskragung der Welt.

The roofs of the Busan Cinema Center.
The Busan Cinema Center (BCC) has been built between 2007 and 2011 in the Southkorean metropolis Busan. The BCC will be the future location for the Busan International Film Festival (BIFF), which is one of the most important film festivals in Asia. Two roofs with immense dimensions are spanning between a massive building comprising several cinemas and a big theatre and between a building for administrational use. The two roofs are protecting the open air areas of the BCC and are the characteristic elements of the architectural design. The so-called small roof is a single spanning roof with a span width of app. 110 m. The big roof is a spectacular canopy cantilevering 85 m. It is the longest cantilevering roof structure in the world.

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Die menschengemachten CO2-Emissionen sind weiterhin viel zu hoch, um die 2015 im Pariser Klimaabkommen gesetzten Ziele - nämlich eine Beschränkung der Erderwärmung auf 1,5 °C im Vergleich zum vorindustriellen Zeitraum - zu erreichen. Das Bauwesen spielt dabei eine besondere Rolle, denn es ist anteilig der größte Emittent des klimaschädlichen Gases CO2. Der vorliegende Aufsatz untersucht deshalb Umfang und Reduktionspotenzial der grauen Emissionen, die für Herstellung, Einbau und Abbruch von tragwerksrelevanten Bauelementen in Deutschland entstehen. Ziel ist es hierbei, einzuhaltende Grenzwerte aufzuzeigen und zu erläutern, welche Maßnahmen bereits in frühen Planungsphasen eine deutliche Reduktion der grauen Emissionen möglich machen.

Embodied emissions in the building sector
The global, manmade CO2-emissions remain on a high level. Too high to meet the objectives that were set in the Paris agreement on climate change in 2015. Reducing the global warming to 1,5 °C compared to preindustrial times seems to be a hopeless endeavor. When it comes to a sustainable future, the building industry is the most critical sector since it emits the most climate harming CO2-emissions. In this paper we address the embodied emissions that occur with production, implementation and disassembly of construction materials in Germany. It is shown what limits must not be overtaken and which manners enable a reduction of emissions in early planning phases.