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Mit OBERBAUM City entsteht derzeit in Berlin-Friedrichshain ein attraktiver Standort für Dienstleistungen, Handel und Gewerbe auf dem Gelände der ehemaligen DDR-Glühlampenfabrik NARVA (bis 1948 OSRAM). Oberstes Gebot bei Revitalisierung und Umbau des um 1906 erbauten Gebäudes 4 war die vollständige Erhaltung der denkmalgeschützen Fassade. Dieser Beitrag beschreibt die komplexen Bauabläufe und Zwangspunkte der Konstruktion, die sich aus den Auflagen des Denkmalschutzes zur Fassadensicherung einerseits und den Anforderungen des Bauherrn hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit andererseits ergeben.

Verbundkonstruktionen, insbesondere Stahlfachwerkskonstruktionen, werden in Deutschland auch im Brückenbau in immer größer werdender Anzahl ausgeführt (1). Die hier vorgestellte Brücke besteht aus einem Stahlfachwerk aus geschweißten Hohlprofilen sowie einer mit dem Obergurt in Verbund stehenden Fahrbahnplatte. Da der Verkehr während der Bauzeit weitgehend ohne Einschränkungen aufrecht erhalten werden mußte, wurde die Brücke neben einer bereits bestehenden Brücke hergestellt. Auf die Besonderheiten, insbesondere die statische Berechnung, wird im folgenden näher eingegangen.

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Im Stadtbezirk Berlin-Friedrichshain überquert die Bahntrasse der Berliner Stadtbahn die Holzmarktstraße zwischen den Bahnhöfen Jannowitzbrücke und Hauptbahnhof. Diese Eisenbahnbrücke wird im Zuge des Verkehrsprojektes Schnellbahnverbindung Hannover-Berlin rückgebaut und durch eine neue viergleisige Stahlbrücke ersetzt. Die durch eine anschließende Gleisfelderweiterung extrem unregelmäßige Grundrißgeometrie sowie die Forderung nach durchgehendem zweigleisigem Bahnbetrieb erforderten den durchgängigen Recheneinsatz von der Vermessung des Bestandes über den Entwurf bis zur Fertigung. Das Resultat stellt eine funktionale und gestalterisch einheitliche Brückenkonstruktion dar.

Hammerschrauben zur Verankerung von großen Zugkräften oder von Schwermaschinen waren bisher hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Formgebung für die Festigkeitsklassen 3.6 in DIN 7992, für Sonderformen und die Festigkeitsklassen 3.6 und 4.6 in DIN 186, DIN 188 und DIN 261 (1) gereglet. In DIN 18800-1 (2) findet sich kein Hinweis auf Hammerschrauben. Durch den Auslegungsausschuß zu DIN 18800 kam es im November 1996 (3) und nachfolgend mit einer Ergänzung (4) zu einer Auslegung, wobei die Hammerschrauben dem El. (406): Schrauben, Muttern und Scheiben der DIN 18800-1 zugeordnet wurden. Die Auslegung bezieht sich in erster Linie auf die Bemessung des Gewindeteils auf Zug entsprechend DIN 18800, El. (809). Umfangreiche Untersuchungen zeigen, daß die Beanspruchbarkeiten im Bereich des Hammerkopfes für die Festlegung der Grenzzugkräfte eine Hammerschraube maßgebend werden. Aus diesen Ergebnissen wird ein Bemessungsvorschlag für Hammerschrauben abgeleitet.

Die Kenntnis der wirklichen Momenten-Rotationskurve von Träger-Stützenanschlüsse erlaubt die Einbeziehung von Anschlußtypen, die weder als "biegesteif" noch als "gelenkig" einzustufen oder nur begrenzt tragfähig sind. Im neuen Anhang J des Eurocode 3 ist nun eine Methode zur ingenieurmäßigen Bestimmung des wirklichen Anschlußverhaltens von Träger-Stützenanschlüssen standardisiert. Dies eröffnet neue Gestaltungsmöglichkeiten von Anschlüssen und wirtschaftliche Vorteile, insbesondere wenn plastische Reserven der Anschlüsse und Momentenumlagerungen des Systems genutzt werden. Der folgende Beitrag gibt eine kurze Beschreibung des neuen Modells, und anhand von Beispielrechnungen werden die Vorteile demonstriert. Es schließt sich eine Sicherheitsuntersuchung an, deren Ergebnisse Hilfen zur sicheren Auslegung der Anschlüsse geben, wenn große plastische Rotationen in Anspruch genommen werden.

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Die Strombrücke über die Elbe in Magdeburg, der Landeshauptstadt von Sachsen-Anhalt, wurde in mehreren Etappen einer Generalinstandsetzung unterzogen. Dabei wurden die Betonfertigteile der Gehbahn durch eine orthotrope Platte ersetzt. Für die Straßenbahn wurden die Rillenblockschienen neu verlegt in Ikosit, einem Produkt der Sika-Chemie. Die Flachblechstreifen des Bodenbleches wurden im Pfeilerbereich unter Verwendung von Klebstoff durch Winkelprofile verstärkt. An den Kreuzungspunkten zwischen Längsrippen und den Querträgern waren in den Kehlnähten Risse festgestellt worden. Die Ursache dieser Risse wurde an Hand eines charakteristischen Probestückes geklärt, welches aus der orthotropen Platte entnommen worden war.

Die derzeit vorliegenden Entwürfe der Vorschriften (1) und (2) werden in den meisten europäischen Ländern als erster Schritt zur Vereinheitlichung der Berechnungs- und Bemessungsverfahren im Stahlbau angesehen. Die Vorschriften greifen dabei verstärkt auf plastische Berechnungsverfahren zurück, ohne jedoch die Problematik der niederfrequenten Ermüdung zu brücksichtigen. Die Zusammenhänge der niederfrequenten Ermüdung, die im elastoplastischen Bereich als eine der Hauptversagensursachen bei Stahlkonstruktionen gilt, sollen (entsprechend dem Programm zur Entwicklung der Eurocodes) erst zum Abschluß einer endgültigen Version des EC 3 behandelt werden. Da die Nachweisbedingungen gegen Ermüdung des EC 3 auch für Bereiche niederfrequenter Belastungen gelten, bezieht sich dieser Beitrag auf die Verifizierung im niederfrequenten und mittleren Belastungsbereich. Die Auswertung von Versuchsergebnissen erfordert das Lösen der Probleme, die im Zusammenhang mit stochastischen Ermüdungskurven auftreten. Letztere werden bei der Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit im Rahmen der Bemessung von Stahlkonstruktionen häufig als Hilfsmittel herangezogen. Die sich abschließend ergebende Gleichung der nichtlinearen hyperbolisch verlaufenden Kurve erwies sich in einem weiten Bereich der Lebensdauer zur Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit als geeignet. Die Kurve genügt gleichzeitig den Randbedingungen in den Bereichen der niederfrequenten und hohen Belastungen.

Wirbelerregte Bauwerksschwingungen sind bei leichten, dämpfungsschwachen Bauwerken (z. B. Stahlschornsteine, Riserkonstruktionen im Meer) von großer praktischer Bedeutung. Sie dürfen teilweise als fremderregte Strukturbewegungen aufgefaßt werden, können jedoch bei großen Schwingungsamplituden auch den Charakter selbsterregter Bewegungen mit extrem vergrößerten strömungsmechanischen Anfachungsbeiwerten annehmen. Dies ist weniger bei biegebeanspruchten Systemen (z. B. Stahlschornsteinen) aufgrund von Dauerfestigkeitseffekten als vielmehr bei extrem verformungsweichen, seilartigen Strukturen z. B. Risern der Fall. Im Rahmen dieser Veröffentlichung soll eine strömungsphysikalische Feldtheorie zur Erfassung der relevanten Anfachungsmechanismen vorgelegt werden.

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Für das Stegblech eines I-Trägers werden Beulwerte mitgeteilt. Der Träger wird an einem Längsrand durch eine unsymmetrisch angreifende, quergerichtete Einzellast belastet. Der Spannungsverlauf wird jeweils durch eine Scheibenberechnung mit Hilfe eines Reihenansatzes für die Airysche Spannungsfunktion ermittelt. Das Beulproblem wird nach der linearen Beultheorie unter Benutzung der Energiemethode gelöst. Die Beulfläche wird durch Fourierreihen beschrieben.

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In früheren Berichten wurde eine Kalibrierung der Tragfähigkeit des Anschlusses an der jeweiligen Zugstange vorgenommen. Inzwischen können nach DIN 18800 - Nov. 1990 Bemessungslasten für die Zugstangen angesetzt werden, die vergleichsweise höher sind als die früheren zulässigen Lasten. Eine neue Kalibrierung wird somit erforderlich. Sie wird durchgeführt für verschiedene Materialgüten und Herstellungsarten der Zugstangen und in Analogie an frühere unterschiedliche Sicherheitsfaktoren für zwei sich unterscheidende Sicherheitsanforderungen an den Verband. Es ergeben sich größere Abminderungswerte, die aus Diagrammen je nach Winkelneigung des Verbandes entnommen werden können. Abschließend wird auf Probleme hingewiesen, die damals zwar ohne Bedeutung, jetzt aber infolge der größeren Bemessungswerte eine Rolle spielen können.

Durch Heranziehen des Reißnerschen Begriffes der Eigenspannungsquelle (ESQ) werden in Stablängsrichtung ESQ-Integrale definiert, die den Schnittgrößen bei Lastspannungen voll entsprechen. Dabei werden nur epsilon0 (x, y, z)-Verläufe als gegeben vorausgesetzt, ohne zunächst auf ihre metallurgisch/thermische Entstehung beim Schweißen besonders einzugehen. Es werden zwei Formeln angegeben, eine Dehnungsgleichung und eine Spannungsgleichung, aus denen auch die Biegelinien und Längsverformungen bestimmt werden können. Rechenbeispiele zeigen, daß man zu verschiedenen Nahtformen charakteristische zugehörige epsilon0-Verläufe bestimmen kann, die durch die Messung der Biegepfeile vor und nach dem Schweißen einfach kontrollier- und korrigierbar sind. Danach wird eine zulässige Berechnung von Eigenspannungen, insbesondere Schweißeigenspannungen, nach Technischer Biegelehre (TBL) möglich, wie sie für die Berechnung von Lastspannungen schon lange bekannt ist, jedoch erst mit leistungsfähigen und benutzerfreundlichen PCs auch für Eigenspannungen müheloser möglich wird.

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