Es wird der Einfluss der Spanngliedneigung und der Umlenkkräfte auf die Bemessung für Querkraft im Spannbetonbau untersucht.

Prof. Dr.-Ing. Mario Fontana zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Verbunddübelleisten werden häufig bei Verbundträgern zur Übertragung der Schubkräfte verwendet. Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten bei Raumtemperatur wurde bereits umfangreich untersucht. Der Einfluss erhöhter Temperaturen, wie sie im Brandfall auftreten, auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurde bisher noch nicht quantifiziert. Zur Bewertung des Temperatureinflusses auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurden in einem nationalen AiF-Forschungsprojekt Push-out-Versuche durchgeführt.
In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen zur Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten in Klothoidenform bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen dargestellt. Ziel der experimentellen Untersuchungen ist es, den Temperatureinfluss auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten zu bewerten. Mithilfe der experimentellen Untersuchungen und der Analyse der lokalen Tragmechanismen kann die Dübelkennlinie der Verbunddübelleisten analysiert werden.

Shear capacity of composite dowels at elevated temperatures
Composite dowels are commonly used to ensure longitudinal shear in composite beams. While the shear capacity of composite dowels has been thoroughly investigated at room temperature, the influence of elevated temperatures in the fire situation on the shear capacity of composite dowel has not been quantified. To close this gap of knowledge, within a national research project a series of push-out tests have been performed to determine the shear capacity of composite dowels at elevated temperatures.
This paper presents experimental investigations on the shear capacity of composite dowels in clothoidal shape at room and elevated temperatures. The objective is to evaluate the influence of elevated temperatures on the shear capacity of composite dowels. The test results and the analysis of the local bearing mechanisms allow to justify the shear force-displacement relation of the composite dowels.

Isolatoren zum Schutz von Bauwerken vor Erderschütterungen, insbesondere Erdbeben. Sowohl die rechnerische Behandlung des Schwingungsisolators aufgrund der maximalen Bodenbewegungsamplitu-de als auch die Abschätzung der Kenngrösse von Visko-Dämpfern und der maximalen Systemantwort entsprechend der Forderungen der Vordimensionierung werden am Beispiel eines siebenstöckigen Gebäudes verdeutlicht.

In einem theoretischen Teil wird zunächst der beim schrägen Stoß eines Schiffes gegen einen starren Pfeiler umzusetzende Teil der kinetischen Schiffsenergie ermittelt und eine einfache Überschlagsformel für die beim rechtwinkligen Anprall entstehenden Stoßkräfte angegeben, die aus Kollisiosversuchen ermittelt wurden. Am Beispiel einiger Brücken in Südamerika werden alle in Frage kommenden Schutzsysteme vorgestellt und gewertet.

Beim Schweißen an belasteten Konstruktionen muß die Sicherheit der Bauelemente zu drei verschiedenen Zeitpunkten nachgewiesen werden. Zum Zeitpunkt 1 tritt die größte Querschnittsschwächung durch Veränderung der Materialeigenschaften ein. Zum Zeitpunkt 2 ist das Tragglied den größten Temperaturdehnungen ausgesetzt und der Zeitpunkt 3 entspricht der völligen Abkühlung mit dem Schrumpfmaximum. Die Nachweisführung wird für Zugstäbe, Biegeträger und Druckstäbe erläutert.

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Es wird über die Ergebnisse einer umfangreichen Forschungsarbeit zum Schwingfestigkeitsverhalten von Betonstählen berichtet.

Es werden Kriterien für die Schwingungsanfälligkeit von Hochhäusern angegeben. Als schwingungsanfällig werden Gebäude bezeichnet, bei welchen die Eigenfrequenz sich an die Frequenz von äusseren Lasten wie Wind und Erdbeben annähert. Die Eigenfrequenz wiederum wird wesentlich durch die Steifigkeit der Hochhauskonstruktion bestimmt. Für die Bestimmung der Eigenfrequenz und Eigenschwingzeit werden Berechnungsverfahren aufgezeigt.

Der Lastfall Zugentgleisung ist auch bei Schnellbahnen im Hochgeschwindigkeitsbereich als ein "normaler" Katastrophenlastfall aufzufassen, der bei der Dimensionierung von Brückenstützen in der Nähe der Lichtraumprofile der Züge unbedingt zu berücksichtigen ist. Der entsprechende Seitenstoß ist mit dem Sicherheitsfaktor "eins" von den Stützen aufzunehmen, es sei denn, daß eine Reduzierung der Stoßlasten z. B. durch Schrammborde oder weichen Zerschellschichten gelingt. Die Erfahrung eines schweren Eisenbahnunglücks hat in der jüngsten Vergangenheit gezeigt, daß die entsprechenden Stoßlasten der Normvorschriften viel zu gering angesetzt worden sind.

Deponieoberflächendichtungen können durch große Setzungsunterschiede ungleichförmige Verformungen erleiden, so daß Risse in der mineralischen Dichtungsschicht entstehen. Um die langfristige Funktionsfähigkeit und Wirksamkeit der Dichtung zu gewährleisten, kommt daher dem Selbstheilungsvermögen mineralischer Dichtungsmaterialien große Bedeutung zu. Durch das über der mineralischen Dichtungsschicht abfließende Wasser können Feinbestandteile abgelöst und in Risse transportiert werden, die sich so zusetzen und verschließen. Die mit dem Zusetzen der Risse durch eingespülte Feinbestandteile verbundene Abnahme der durch die Risse hindurchtretenden Wassermenge infolge Selbstheilung ist wesentlich abhängig vom Wasserhaushalt, vom verwendeten Dichtungsmaterial sowie den Verformungen und kann auf der Grundlage der nun vorliegenden Forschungsergebnisse quantifiziert werden.

Zur Überbauung problematischer Gründungsflächen mit lokal möglichen Schwächezonen oder Hohlräumen im Untergrund werden oftmals setzungsausgleichende Polsterschichten mit zugfester Geotextilbewehrung eingesetzt und zunehmend Sicherheitsbetrachtungen hinsichtlich der möglichen Setzungen gefordert. Dafür hat sich in unserer Praxis - bei erfreulich begrenztem Rechenaufwand und simpler Programmierung - eine einfache bodenmechanische Modellbetrachtung mit daraus abgeleiteter Näherungsberechnung als hilfreich erwiesen. Nachfolgend wird das bodenmechanische Modell einer idealisiert kegel- und zylinderförmigen Auflockerungszone hinsichtlich der Sicherheitsreserve gegenüber Setzungen vorgestellt. Danach wird auf die Möglichkeit zur weiteren Setzungsbegrenzung mittels zugfester Geotextilbewehrung eingegangen, und zwar unter Rückgriff auf das ebenso praxisorientierte Näherungsverfahren von Rafael. Ein beispielhaftes Berechnungsergebnis zeigt eine brauchbare Übereinstimmung mit versuchsmäßig beobachteten Meßwerten. Zu berücksichtigen ist, daß die wie vor ermittelte Auflockerungs- und Setzungsmulde unter statischen und insbesondere dynamischen Belastungen zusätzliche Setzungen erfährt, für deren Ermittlung - unter Berücksichtigung der neuen Steifemodulzustände im Auflockerungszustand - erprobte klassische Berechnungsverfahren zur Verfügung stehen.

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Anwendung z.B. für Schornsteine aus Mauerwerk oder für Fundamente.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Bei der Beurteilung der Sicherheit bestehender Konstruktionen aus Flussstahl und der Entscheidung über notwendige Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen ist der Nachweis ausreichender Werkstoffzähigkeit von wesentlicher Bedeutung. Die in DIN EN 1993-1-10 [1] geregelten Nachweise wurden auf der Grundlage umfangreicher bruchmechanischer Untersuchungen entwickelt. Die Festlegung zulässiger Erzeugnisdicken für bestimmte Stahlsorten und Gütegruppen wurde für Schweißkonstruktionen aus Stählen nach DIN EN 10025 mit überwiegend hohen Zähigkeitswerten abgeleitet und in [1] tabelliert. Das vereinfachte Verfahren ist für alte Flussstahlkonstruktionen mit Lochschwächungen durch Niet- und Schraubenverbindungen nicht geeignet. In diesem Beitrag werden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zum Sprödbruchverhalten gelochter Bauteile aus alten Flussstählen vorgestellt, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden und dessen Kooperationspartner durchgeführt wurden (s. z. B. [2]). Wesentlicher Bestandteil des Teil 1 sind die umfangreichen Werkstoffanalysen zur Ermittlung der bruchmechanischen Zähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich nach dem Master-Curve-Konzept. Die Auswertungen belegen, dass in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens unterschiedliche Werkstoffgüten definiert werden können. Außerdem werden die neu gewonnenen Ergebnisse denen aus früheren Untersuchungen gegenübergestellt und existierende Korrelationen zur Kerbschlagzähigkeit in Bezug auf ihre Eignung für alte Baustähle geprüft.

About brittle fracture of old mild steels - Part 1: Existing assessment methods and fracture toughness of mild steels.
In the safety assessment of old mild steel structures the verification of sufficient material toughness is important for the decision on necessary repair and reinforcement measures. Based on extensive fracture mechanics investigations the assessment methods in DIN EN 1993-1-10 [1] were developed. The determination of permissible element thickness for certain steel grades was derived and tabulated for welded structures made of steels according to DIN EN 10025 with predominantly high toughness's. This simplified method is not suitable for mild steel structures with holes for riveted or bolted joints. In this article, experimental, analytical and numerical studies of the brittle fracture behavior of structures with holes made of old mild steel are presented. The results were carried out through various research projects at the Institut für Stahl- und Holzbau at the TU Dresden and its cooperation partners (see e. g. [2]). Extensive material analyses to determine the fracture toughness in the brittle-ductile transition region according to the Master Curve concept are the main topic of part 1 of this article. The evaluations confirm that different grades of steel can be defined depending on the manufacturing process. Additionally, the newly obtained results will be compared to those from previous studies and existing correlations of impact and fracture toughness are checked for their suitability for old mild steels.

Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann zur Vollendung ihres 60. Lebensjahres gewidmet
Bei der Beurteilung der Sicherheit bestehender Konstruktionen aus Flussstahl und der Entscheidung über notwendige Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen ist der Nachweis ausreichender Werkstoffzähigkeit von wesentlicher Bedeutung. Die in DIN EN 1993-1-10 [1] geregelten Nachweise zur Beurteilung der Sprödbruchgefährdung wurden auf der Grundlage umfangreicher bruchmechanischer Untersuchungen entwickelt. Die Festlegung zulässiger Erzeugnisdicken für bestimmte Stahlsorten und Gütegruppen wurde für Schweißkonstruktionen aus Stählen nach DIN EN 10025 mit überwiegend hohen Zähigkeitswerten abgeleitet und in [1] tabelliert. Dieses vereinfachte Verfahren ist für alte Flussstahlkonstruktionen mit Lochschwächungen durch Niet- und Schraubenverbindungen nicht geeignet (vgl. [40]). In diesem Beitrag werden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zum Sprödbruchverhalten gelochter Bauteile aus alten Flussstählen vorgestellt, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden und dessen Kooperationspartnern durchgeführt wurden (z. B. [2]). Im Teil 2 werden mechanische und metallografische Untersuchungen im Bereich gestanzter Löcher und gescherter Bauteilkanten beschrieben, deren Ergebnisse für das Anrissverhalten quasi-statisch beanspruchter Bauteile von Bedeutung sind. Nach einer kurzen Einführung in Grundlagen zum bruchmechanischen Nachweis werden analytische Modelle zur Bestimmung des Spannungsintensitätsfaktors KI an Rissen angegeben und auf die speziellen Belange von Anschlüssen mit Lasteinleitungen über Niete und Schrauben angepasst. Auf der Basis umfangreicher Parameterstudien durch FEM-Berechnungen an Winkelprofilen mit unterschiedlichen Querschnitten und Anschlusskonfigurationen erfolgt eine Anpassung der K-Faktor-Lösungen. Es folgen Beispiele zur Bewertung der Sprödbruchgefährdung unter Ansatz der Werkstoffzähigkeit aus Teil 1 des Beitrags [40].

About brittle fracture old mild steels - Part 2: Crack initiation and fracture-mechanical evaluation of components with holes.
In the safety assessment of existing structures made of old mild steel and for the decision on necessary repair and reinforcement measures, the verification of sufficient material toughness is essential. The assessment methods to avoid brittle failure in DIN EN 1993-1-10 [1] were developed based on extensive fracture mechanics investigations. The determination of permissible element thickness for certain steel grades was derived and tabulated for welding constructions made of steels according to DIN EN 10025 with generally high toughness. This method is not suitable for mild steel structures with holes for riveted or bolted joints (see [40]). In this article, experimental, analytical and numerical studies of the brittle fracture behavior of structures with holes made of old mild steels are presented. The results were carried out through various research projects at the Institute for Steel and Timber Construction of the TU Dresden and its cooperation partners (see, e. g. [2]). Part 2 describes mechanical and metallographic investigations in the area of punched holes and sheared edges of structural elements, the results of which are important for the cracking behavior of quasi-statically stressed components. After a brief introduction in the basics of fracture mechanics, analytical models for the determination of the stress intensity factor KI on cracks are given and adapted to the special requirements of connections with load application via rivets and bolts. On the basis of extensive parameter studies by FEM calculations on angle profiles with different cross-sections and connection configurations, the K-factor solutions are adapted. Finally, examples for the assessment of the brittle fracture with the material toughness from Part 1 of the article [40] are presented.

Bei Stabilitätsuntersuchungen von mittig gedrückten Rahmenstäben mit großflächigen Bindeblechen und weitestgehend schlupffreien Anschlüssen wird eine Abminderung der Biegemomente in den Knotenbereichen des verformten Rahmensystems vorgeschlagen. Die zugehörige Knicklänge und der ideelle Schlankheitsgrad des Gesamtstabes um seine stofffreie Querschnittsachse werden unter Ansatz der Elastizitätstheorie hergeleitet. Ein Beispiel schließt die Betrachtungen ab.

Als freistehende Bauteile werden in diesem Beitrag Türme, Schornsteine, Pfeiler und Maste angesprochen. Die Ausführungen treffen auch für nur unten eingespannte Stützen in nicht ausreichend ausgesteiften Bauwerken zu. Es wird das Verhalten im Grenzzustand der Tragfähigkeit beschrieben und ein Vergleich bei der Bemessung nach DIN 1045, DIN 1075, DIN 4228 und DIN 4234 gezogen.

Für Hochhäuser mit einer gleichmässig verteilten Horizontal- und Vertikalbelastung wird unter Annahme eines ideal-elastischen Werkstoffverhaltens die Ermittlung der Verformungen und Schnittgrössen nach der Theorie II. Ordnung in allgemeiner Form durchgeführt. Das Verformungsverhalten der zu einem Gesamtstab zusammengefassten aussteifenden Elemente (i.w. Wände) wird durch drei gekoppelte Differentialgleichungen IV.Ordnung mit nicht konstanten Koeffizienten beschrieben. Die Differentialgleichungen werden in Anlehnung an das von Dischinger für querbelastete Druckstäbe erweiterte Vianello-Verfahren gelöst.

Für ein kontinuierliches Ersatzsystem von Hängehochhäusern werden die Aufstellung und die Lösung der Differentialgleichung unter Berücksichtigung der Theorie II. Ordnung gezeigt. Für die Lastfälle horizontale Gleichlast, Horizontallast (Wind) und Biegemoment am Gebäudekopf sowie Lotabweichung und Lastausmitten der Kern- und Hängerlasten sind Kurventafeln der Halte- und Umlenkkräfte angegeben.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Das vereinfachte Nachweisverfahren mit Abminderungsfaktoren wird für die Bemessung von Stahlbauteilen trotz zunehmender Computerunterstützung und Verwendung numerischer Verfahren weiterhin angewendet. Die Interaktionsgleichungen der EN 1993-1-1 gelten für Bauteile mit doppeltsymmetrischen I- und H-Querschnitten sowie Hohlprofilen und schließen den Fall der planmäßigen Torsion bisher aus. Eine Erweiterung des Nachweisverfahrens auf einfachsymmetrische Querschnitte und planmäßige Torsion wird gegenwärtig im Rahmen der Überarbeitung und Weiterentwicklung des Eurocodes 3 evaluiert. Der vorliegende Beitrag berichtet über numerische Simulationen zum Tragverhalten einfach- und doppeltsymmetrischer I-/H-Querschnitte unter Druck, Biegung und Torsion sowie die Ableitung eines vereinfachten Nachweisverfahrens mit Abminderungsfaktoren und dessen Hintergründe. Er leistet somit einen Beitrag zur aktuellen Diskussion.

Stability assessment of steel members with mono- and double symmetric I-cross sections subjected to bending, axial compression and torsion.
The simplified assessment method with reduction factors is still used for the design of steel members. The interaction formulae of EN 1993-1-1 apply to members with double symmetric I- and H-sections as well as hollow sections. The formulae are not valid for members with scheduled torsion. An extension of the scope of the assessment method to mono-symmetric cross sections and scheduled torsion is currently being evaluated in the context of the revision and further development of Eurocode 3. This publication reports on numerical simulations of the structural stability behavior of members with mono and double symmetric I-/H-sections in bending, axial compression and torsion, as well as the establishment of a simplified assessment method with reduction factors and its backgrounds. Hence, it provides a useful contribution to the current discussion.

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Inhalt dieses Aufsatzes sind einige Studien zu Tonnenschalen. Im Vordergrund stehen dabei das Stabilitätsverhalten sowie die Systemsteifigkeit der Strukturen. Dazu werden Last-Verformungskurven aus geometrisch nichtlinearen Rechnungen für verschiedene Tonnen gezeigt. Die Berechnungen werden an Gitterschalen durchgeführt, die Ergebnisse sind jedoch auf Kontinuumsschalen übertragbar.

Es werden die grundsätzlich zu beachtenden Techniken beim Verpressen von Spannkanälen erläutert und auf mögliche Fehlerquellen, die zur Entstehung von Fehlstellen führen können, beschrieben.

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