A numerical model for roof detailing of cold‐formed purlin‐sheeting systems

Ein numerisches Modell zur Detailausbildung von Dachsystemen aus kaltgeformten Pfetten mit Blecheindeckung. In den aktuellen Regelwerken werden unterschiedliche Methoden vorgeschlagen, wie die Details von geschraubten Dachsystemen ausgeführt werden können, die aus kaltgeformten Pfetten mit einer Blecheindeckung bestehen. Die gesamte Verankerungskraft des Daches und die lokalen Kräfte in den Verbindungsmitteln werden mit dem Ziel ermittelt, die Detailausbildung der Auflagerung und der Verbindung zwischen Pfette und Dachblech zu bemessen. Hierfür werden die Faktoren “R” und “r” eingeführt, um die Stabilisierungskräfte zu beschreiben, die an den Auflagern und den Halterungen im Feld erforderlich sind. Die beiden Faktoren sind bereits in einigen Regelwerken des Stahlbaus enthalten. Hier soll dargestellt werden, dass diese Faktoren aber auch mit Hilfe eines vereinfachten Finite‐Element‐Modells des gesamten Dachsystems direkt berechnet werden können. Ein Vergleich mit anderen vorhandenen Näherungslösungen wird durchgeführt, um zu zeigen, dass das vorgeschlagene Modell ein äußerst hilfreiches Werkzeug für den Entwurf und den Nachweis der tragenden Bauteile ist. Es kann weiterhin gezeigt werden, dass das beschriebene Vorgehen der Berechnung allgemein gültig ist und an neuartige Dachsysteme, die in den aktuellen Regelwerken noch nicht berücksichtigt sind, einfach angepasst werden kann. Damit kann zum Beispiel die Lücke in Eurocode 3, Teil 1‐3, Abschnitt 10, ausgefüllt werden, da das Vorgehen im Gegensatz zu den Annahmen des Eurocode, der eine volle seitliche Halterung voraussetzt, eine elastische seitliche Halterung berücksichtigen kann.     

Lebensdauermanagement von Stahlbetonbauwerken

Dem Lebensdauermanagement von Infrastrukturbauwerken kommt vor dem Hintergrund knapper Ressourcen eine steigende Bedeutung zu. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Bausteine eines modernen Lebensdauermanagementsystems für Stahlbetonbauwerke vorgestellt. Zentrales Element ist eine Lebensdauerbemessung, die in Abhängigkeit von den maßgebenden Schädigungsmechanismen mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine Ausnutzung von Optimierungspotentialen durch Rezepturoptimierung und Bindemittelwahl. Durch geeignete Methoden während der Ausführung und nach Fertigstellung kann die tatsächliche Qualität kontrolliert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen während der Planungs‐ und Ausführungsphase werden in einem Geburtszertifikat zusammengefasst, das die Grundlage für den Wartungsplan bildet. Die Ergebnisse der Inspektionen werden herangezogen, um die Prognose der Zustandsentwicklung während der Nutzung kontinuierlich zuzuschärfen. Life Cycle Management of Concrete Structures On the background of scarce public resources, life cycle management of infrastructure systems has gained increasing importance. This paper presents the core components of a state‐ofthe‐art life cycle management system for reinforced concrete structures. A service life design is one of the key elements. Depending on the governing deterioration mechanisms, it can be carried out on different levels of detail and thus enables an optimisation of durability by means of optimised concrete composition and choice of binder. Quality control tools during construction and after completion allow for an assessment of the actual quality. The results of the design and construction stage are then summarised in a so‐called birth certificate which forms the basis for future inspection and maintenance planning. The results of the inspection again can be used to update the original service life design throughout the service life of the structure.     

Verformungsverhalten weicher Böden im spannungsgesteuerten Kompressionsversuch

Anhand von spannungsgesteuerten Kompressionsversuchen kann das Verformungsverhalten weicher Böden wirklichkeitsnäher beschrieben werden, da durch die Wahl einer geeigneten Spannungsrate eine Ähnlichkeit zu den Belastungsbedingungen in situ vorliegt. Die Versuchsergebnisse werden in kontinuierlichen Kurven dargestellt, die eine lückenlose Interpretation der Versuchsergebnisse ermöglichen. Die Versuchsdauer wird dabei maßgeblich reduziert. Im vorliegenden Beitrag werden die mathematischen Grundlagen in kontinuierlichen Kurven dargestellt, die eine lückenlose Interpretation der Versuchsergebnisse ermöglichen. Außerdem werden die Versuchsdauer, labor‐ und bodenmechanischen Grundlagen zur Ausführung von spannungsgesteuerten Kompressionsversuchen dargestellt. Versuchsergebnisse von aufbereiteten Kaolin‐ und ungestörten Seetonproben werden ebenfalls präsentiert und mit den Ergebnissen des Standardkompressionsversuchs verglichen. Schließlich wird eine Modellierung des geschwindigkeitsabhängigen Kompressionsverhaltens vorgestellt. Constant rate of loading consolidation tests on soft soils. The one‐dimensional consolidation tests under constant rate of loading (CRL‐test) have the ability to describe the behaviour of soft soils realistically because of its similarity to the field loading conditions. The test results can be presented in continues curves, which enable a steeples Interpretation of the test results. Moreover the testing time will be enormously reduced. In the present paper the mathematical and the procedural basics are presented in order to carry out the CRL‐test. Test results of remoulded kaolin as well as undisturbed lacustrine clay are shown and compared to the results from the incremental loading consolidation tests (IL‐Test). Finally a modelling of the compressibility behaviour depending on the loading rate will be presented.     

Erhaltungspflichten im Mietrecht – zum aktuellen Stand der Diskussion

Bereits seit den ersten beiden mietrechtlichen "Klausel-Entscheidungen" des OGH ist das Thema "Erhaltung des Mietobjekts", insbesondere aber die Frage nach Zul?ssigkeit und Grenzen von Erhaltungsvereinbarungen, in aller Munde. Innerhalb weniger Jahre hat sich dazu eine Diskussion entwickelt, die für "Au?enstehende" kaum mehr zu überblicken ist. Im Folgenden werden, ausgehend von den gesetzlichen Regelungen der Erhaltung der Mietsache, der aktuelle Diskussionsstand sowie seine Hintergründe dargestellt. Dabei soll beleuchtet werden, welche Grenzen sich für vertragliche Erhaltungsvereinbarungen nach dem derzeitigen Stand der Rsp ergeben und welche Fragen nach wie vor offen sind.     

Die Entwicklung der orthotropen Fahrbahnplatte in Deutschland

Es wird die Entwicklung der orthotropen Platte von den ersten von Schaechterle und Leonhardt gestalteten Konstruktionen bis hin zu den konstruktiv und technologisch ausgereiften stählernen Fahrbahntafeln bei den neuesten stählernen Straßenbrücken der letzten Jahre beschrieben. Dabei werden insbesondere die im Entwicklungszeitraum angewendeten unterschiedlichen Rippenformen mit ihren Kreuzungspunkten an den Querträgern und die Ausführung der Montagestöße detailliert beschrieben. Technische Parameter der orthotropen Platte ausgeführter Stahlbrücken werden für torsionsweiche und torsionssteife Rippenformen tabellarisch getrennt erfasst. Schäden infolge Verkehrsbelastung und Fehler bei der Herstellung von orthotropen Platten werden erwähnt. The development of the orthotropic roadway‐plate in Germany. The development of the orthotropic plate beginning with the first of Schaechterle and Leonhardt created constructions till to the constructive and technological ingenious steel‐plates of the ultimate years is described. Especially the different types of ribs while the period of development inclusive the crosspoints at the crossbeams and their erection connections are special described. Technical parameter of the orthotropic plates of executed steel‐bridges are for ribs with and without torsional constant tabulated registered. Defects by traffic and faults by erection of the orthotropic plates are mentioned.     

Instandsetzung von Spannbetonbrücken bei laufender Schadensanalyse

Bei der Instandsetzung von zwei etwa 30 Jahre alten Spannbetonbrücken traten eine Reihe von Problemen auf, die einer raschen Klärung bedurften, um unter den komplizierten Randbedingungen das Vorhaben fortführen zu können. Dies betraf unter anderem sofortige Materialanalysen und Erarbeitung von Lösungen zu den Themen Abdichtung/Aus kris talli sa tionen mit etwaigen Treibreaktionen bzw. gefährdeter Betonzusammensetzung und Rissen sowie ganz besonders zu den Lagern, Betonschäden an Endquerträgern und Auflagerbänken. Ein weiterer Schwer punkt war die Instandsetzung von Spann gliedern, da Mängel bei der Endverankerung festgestellt wurden. Die nötigen Unter suchungen nebst Lösungen der Pro bleme werden dargestellt. Repair of prestressed concrete bridges with continuous failure analysis. During the reinstatement of two 30 year old pre‐stressed concrete bridges a great range of problems occurred. These problems required a rapid clarification to be able to continue the project under the complicated boundary conditions. This concerned among others immediate material analyses and development of solutions to the topics sealing/crystallizations with possible expansive reactions or endangered concrete composition and cracks as well as in particular bearings, concrete damages to end transversal girders and bridge seats. A further main focus was the repair of tendons because there were detected defects at the end anchorage. The necessary investigations together with the solutions of the problems are illustrated.     

Risikobasierter Ansatz zur Bewertung der Robustheit von Bauwerken

Ziel des vorliegenden Beitrages ist es, einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Bewertung und der Quantifizierung der Robustheit von Bauwerken zu geben. In diesem Sinne ist eine Zusammenstellung von Ansätzen und Ergebnissen aktueller Veröffentlichungen enthalten. Ein umfassender entscheidungstheoretischer Ansatz für die Berechnung und das Management der Robustheit wird vorgestellt. Dieser beinhaltet die Definition der Robustheit als eine Qualität eines Systems, welches das Bauwerk beinhaltet, d. h. eine Qualität, die auf der Grundlage einer Risikoanalyse bewertet werden kann. Um eine umfassende Risikoanalyse zu ermöglichen, wird ein szenarienbasierter Modellansatz eingeführt, welcher zwei Arten von Konsequenzen im System unterscheidet: direkte Konsequenzen (in Verbindung mit Schäden einzelner Komponenten des Systems) und indirekte Konsequenzen (in Verbindung mit einem Versagen des Systems). Die Definition des Systems spielt deshalb für die Risikoanalyse eine wichtige Rolle, und es wird diskutiert, wie die Robustheit für verschiedene Definitionen zu unterschiedlichen Ergebnissen und Erkenntnissen im Sinne des Managements der Integrität des Bauwerks im gesamten Lebenszyklus unter Berücksichtigung seiner Funktionalität führt. Weiterhin werden wichtige Aspekte der Standardisierung der Robustheitsanalyse, wie auch Anforderungen an die Robustheit, diskutiert und Vorschläge zum Umgang mit diesen Aspekten unterbreitet. Auf der Grundlage der vorgestellten Ansätze zur Berechnung der Robustheit eines Bauwerks wird beschrieben, wie Entscheidungen in Bezug auf den Entwurf, die Zustandsbewertung, auf Inspektionen und Wartung sowie in Bezug auf die Überwachung von Bauwerken, in Hinblick auf das Management der Risiken in allen Phasen des Lebenszyklus, optimiert werden können. Risk based approach for the assessment of the robustness of structures. The present paper serves as an overview of recent developments by the author on the assessment and quantification of robustness of structures; the paper aims in this sense not to present any new results but collects approaches and results from previous publications. A general decision theoretical approach to the assessment and management of structural robustness is outlined. Structural robustness is introduced as a quality of the system comprising the structure; a quality which can be assessed by means of risk assessments. To facilitate an appropriate risk assessment for structural systems a scenario based model approach is outlined which differentiates consequences into two different types: direct (related to damages to individual components) and indirect (related to collapse failures). The definition of the “structural system” thus plays an important role in the risk assessment and it is discussed how the robustness assessed according to different definitions of the structural system will lead to different results and insights of relevance for the lifecycle management of the structural integrity. Furthermore, the important aspects of standardization of robustness assessments as well as requirements to robustness are discussed and suggestions for the treatment of these are proposed. Based on the presented approach to the assessment of structural robustness it is outlined how decisions on design, condition assessment, inspection and maintenance as well as monitoring activities for structures can be optimized for the purpose of managing structural risks over all phases of the life‐cycle of structures.     

Braucht die Fachsektion Hydrogeologie Einfluss auf die Politik?

Liebe Leserinnen, liebe Leser, im Juni veranstaltete die UNESCO in Lissabon eine Tagung mit dem Thema “Future Groundwater Resources at Risk”. Einleitend zur Abschlussdiskussion gab der Schwede Ulf von Br?mssen einen Kommentar ab, den viele Teilnehmer sehr ernst nahmen. Er führte aus, Hydrogeologie sei bei Politikern eine unbekannte Wissenschaft und nicht etwa ein Synonym für alles, was mit dem Begriff Grundwasser in Verbindung steht. Er machte damit deutlich, dass nicht nur in Deutschland ein Defizit bei der Begriffseinordnung bei Politikern besteht. Auch die Beitr?ge von Fachkollegen aus anderen L?ndern best?tigten diese Aussage. Die Erkenntnisse, die zur nachhaltigen Nutzung der Ressource Grundwasser vorgetragen wurden, zeigten die unbedingte Notwendigkeit, dass auf die Legislative Einfluss ausgeübt werden muss, wenn das Risiko der Fehlnutzung minimiert werden soll. In der Begründung zur Wasserrahmenrichtlinie führt die EU-Kommission unter (12) aus, dass die Umweltpolitik, die das Wasser allgemein mit einschlie?t, auf der Basis von wissenschaftlichen und technischen Erkenntnissen beruhen soll (Artikel 174 des EU-Vertrages). Für das Grundwasser kann dies nur durch Hydrogeologen geleistet werden. In der Zeitschrift Grundwasser 1/99 hat Holger Knoke das Editorial mit dem Titel “Grundwasser und Politik” geschrieben. In seiner Analyse kam er zu dem Ergebnis, dass die Zeitschrift ein Forum für Diskussionen über den Einfluss in Ausschüssen usw. sein k?nnte. Die Gesch?ftsordnung der Fachsektion ist die Basis seines Artikels gewesen und es stellt sich sogleich die Frage, ob die nach innen gekehrte Diskussion den notwendigen Einfluss auf andere Gremien und speziell auf die Politik und hiermit auf Verordnungen und Gesetze zu erbringen vermag. Die Politiker, die ich aus dem In- und Ausland kennengelernt habe, konnten mit dem Begriff Hydrogeologie wenig anfangen und mussten über den Zusammenhang zur Grundwasserbewirtschaftung aufgekl?rt werden. Entscheidend ist hierbei sicher, dass das Wort Geologie in unserer Fachrichtung steht und Geologie nicht mit Grundwasser in Verbindung gebracht wird. Nur sind Geologen allgemein kaum in der Lage einen Politiker über Hydrogeologie aufzukl?ren. Es stellt sich also die Frage, ob Hydrogeologen nicht einen gesellschaftspolitischen Auftrag haben und hierzu eine hydrogeologische Standesvertretung ben?tigen, auch wenn dies unsere Satzung nicht vorsieht. Nur so k?nnen wir dem h?chsten Schutzgut gerecht werden. In seinen Ausführungen zur Wasserrahmenrichtlinie drückt die EU-Kommission unter (1) aus, dass Wasser ganz allgemein ein besonderes Gut ist und entsprechend behandelt werden muss. K?nnen Hydrogeologen es also hinnehmen, dass Politiker auf deren Sachverstand verzichten, sind wir doch in den entsprechenden Beh?rden unterrepr?sentiert oder nicht vertreten? Ohne die notwendigen Kenntnisse werden Politiker bei ihren Entscheidungen auch in der Zukunft ungewollt das Grundwasser nicht so berücksichtigen, wie dies notwendig w?re. Dies kann sich meines Erachtens nur dann ?ndern, wenn die Fachsektion sich von der allgemeinen Geologie freischwimmt und eigenst?ndig und bewusst auftritt. Nur die Hydrogeologen sind in der Lage die notwendigen Kenntnisse an die Legislative zu vermitteln. Hierfür kann die Zeitschrift Grundwasser das Forum sein, das sich Holger Knoke wünscht. Hierzu wird es aber auch notwendig sein, dass Artikel verst?ndlich zu den Fragen der Politik Stellung beziehen. Die Ergebnisse der Forschung und der praxisnahen Artikel müssen transponierbar und von einer Lobby nachdrücklich vertreten werden. Eine Lobby, wie sie die anderen Verb?nde haben. Hier wurde in der Vergangenheit viel vers?umt. So kommt es, dass die EU-Wasserrahmenrichtlinie keine hydrogeologische Handschrift tr?gt. Denken wir über unsere Rolle in der Gesellschaft nach, so müssen wir eigentlich zu dem Schluss kommen, dass wir, nein, dass das Grundwasser eine eigene Lobby braucht und diese auch vertreten werden muss. Dies kann nicht der Vorsitzende irgendeiner geologischen Gesellschaft sein. Die Hydrogeologen sind es sich selbst schuldig, dass Sie Einfluss nehmen und ihre Erkenntnisse und Erfahrungen in die Gesellschaft einbringen. Es wird eine Vertretung mit Mandat ben?tigt, die in allen Ministerien, in denen das Grundwasser durch Nutzung oder Bewirtschaftung eine Rolle spielt, die T?tigkeit der Hydrogeologen erkl?rt. Auch im Forschungsministerium ist dies notwendig, wie sonst l?sst sich erkl?ren, dass im Geotechnologieprogramm die Bearbeitung des Grundwassers gar nicht angedacht ist. Betrachtet man die Situation nach dem Erlass der EU-Wasserrahmenrichtlinie und die Problematik, die um das Grundwasser herum weltweit festgestellt werden kann, so ist die Uhr eine Minute vor zw?lf. Umweltvertr?gliche, nachhaltige L?sungen verlangt die Agenda 21, die in Europa und Deutschland Gültigkeit hat. Ohne Hydrogeologen wird man sie für das Grundwasser nicht l?sen k?nnen, doch wissen die Politiker, die die Entscheidungen f?llen müssen, dies überhaupt? Ein Vorsitzender einer hydrogeologischen Gesellschaft, mit Mandat und nicht mit Maulkorb, ist gefordert.     

Analyse und Vergleich energetischer Standards anhand eines exemplarischen Einfamilienhauses bzgl. Energiebedarf und Kosten über den Lebenszyklus

Im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung konnten in den letzten Jahren vor allem im Neubaubereich eine Reihe von Fortschritten erzielt werden. Besonders hervorzuheben ist die Weiterentwicklung von Technologien zur Nutzung regenerativer Energien und neuer Baustoffe mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit. Parallel wurden Konzepte für Niedrigheizenergie‐ bis hin zu Passiv‐ und sogar Plusenergiehäuser entwickelt und umgesetzt. Diese Gebäudestandards weisen einen geringen Heizenergiebedarf auf und ermöglichen so erhebliche Energieeinsparungen während der Gebäudenutzungsphase. Es stellt sich die Frage, ob sich durch die Verwendung von neuen Technologien und Baustoffen ein Teil des Gesamtprimärenergiebedarfs von der Nutzungs‐ in die Erstellungs‐ und Instandhaltungsphase verlagert. Fraglich ist dabei auch, welche Mehrinvestitionen den erwarteten Betriebskosteneinsparungen gegenüberstehen. Um dies zu untersuchen, wurden exemplarisch für ein freistehendes Einfamilienhauses mehrere Ausführungsvarianten geplant und eine Lebenszyklusanalyse mit dem Programmwerkzeug LEGEP durchgeführt. Auf dieser Grundlage können für das exemplarische Einfamilienhaus Aussagen hinsichtlich des lebenszyklusübergreifenden Primärenergiebedarfs sowie der Kostenentwicklung getroffen werden. Die Ergebnisse haben jedoch keinen allgemeingültigen Charakter. Sie machen deutlich, dass im Sinne eines nachhaltigen Ressourceneinsatzes für den Einzelfall nur eine ganzheitliche Betrachtung zielführend ist. Analysis and comparison of energy standards based on a typical single‐family house in terms of energy demand and costs over the entire life cycle. Over recent years significant progress has been made with regard to sustainable development, particularly for new buildings. Particularly noteworthy are the advancement of renewable energy technologies and new building materials with very low thermal conductivity. In parallel, solutions for lowenergy, passive and even surplus‐energy homes were developed and implemented. These building standards are characterised by low heating energy consumption and therefore enable significant energy savings during the building utilisation phase. The question is whether the application of new technologies and building materials results in a partial shift of the total primary energy demand from the utilisation phase to the construction and maintenance phase. It is also questionable, however, what additional investments are required to achieve the savings in operating costs. In order to answer this question a number of different design and construction options for a free‐standing single‐family house were examined and subjected to a life cycle analysis using the LEGEP software tool. Based on this analysis a number of statements regarding the primary energy demand over the life cycle of the exexemplary single‐family house and also for the cost trend can be made. However, the results are not universally applicable. They indicate that a holistic analysis is required for each individual case in order to achieve sustainable resource use.     

Zur Auswahl eines geeigneten Verfahrens für die Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons auf Zug

Die Auswahl eines geeigneten Verfahrens zur Berücksichtigung der Mitwirkung des Betons auf Zug sollte nach DIN 1045‐1:2001‐07, 8.5.1 (9), in Abhängigkeit von der jeweiligen Bemessungsaufgabe getroffen werden. In den Erläuterungen zu DIN 1045‐1 wird im Heft 525 des DAfStb als einziges Verfahren nur die Verringerung der Betonstahldehnung mit einer modifizierten Spannungs‐Dehnungslinie für Betonstahl erläutert. Verfahren, die mittlere wirksame Betonzugspannungen in der Betonzugzone berücksichtigen, werden erwähnt aber nicht erläutert. Mit den Ergebnissen nachgerechneter Moment‐Verkrümmungs‐Werte von Stahlbetonröhren aus drei Versuchen mit unterschiedlichen Längskräften wird gezeigt, dass die Mitwirkung des Betons auf Zug mit dem Verfahren nach Heft 525 DAfStb nur bei reiner Biegung befriedigend erfasst wird. Bei Biegung mit Längskraft werden besser mittlere wirksame Betonzugspannungen berücksichtigt. Es werden vier unterschiedliche Ansätze für die Betonzugspannungen besprochen. On the selection of an adequate method for considering the contribution of concrete in tension. The selection of an adequate method for considering the contribution of concrete in tension should according to DIN 1045‐1:2001‐07, 8.5.1 (9), be chosen with respect to the particular design problem. The explanations to DIN 1045‐1 in book 525 from DAfStb describe only one method, the method which reduces the steel strain taking a modified stress‐strain relationship into account. Methods that consider mean effective concrete stresses in tension are mentioned but not explained. The results of recomputed moment‐curvature values from three tests with different longitudinal forces show that the method in book 525 DAfStb covers the contribution of concrete in tension only for reinforced concrete members without longitudinal forces. For members with longitudinal forces methods with mean effective concrete stresses give better agreements. Four different assumptions for the concrete stresses in tension are discussed.     

Proposal of an empirical relationship for moisture storage function of concrete

In this paper an empirical mathematical relationship for concrete’s moisture storage function is proposed. Most of the simple relationships that are used in hygrothermal models for the approximation of building materials’ moisture storage functions cannot provide a very satisfactory estimation for concrete. In this paper, an empirical function, having three branches, is formulated to express concrete’s moisture storage function and to be used in hygrothermal calculations. The formulation of this relationship is analytically presented. The proposed expression can be adjusted to a type of concrete when only the values of free saturation moisture content (relative humidity 100 %) and of moisture content corresponding to 80% air relative humidity are known for this concrete. Vorschlag einer empirischen Beziehung für die Feuchtespeicherfunktion von Beton. Im vorliegenden Beitrag wird eine empirische mathematische Beziehung für die Feuchtespeicherfunktion von Beton vorgeschlagen. Die meisten der einfachen Beziehungen, die in hygrothermischen Modellen zur Approximation der Feuchtespeicherfunktionen von Baustoffen zur Anwendung kommen, können für Beton keine völlig zufriedenstellende Bewertung liefern. Im vorliegenden Beitrag wird zur Darstellung der Feuchtespeicherfunktion von Beton und zur Verwendung in hygrothermischen Berechnungen eine empirische Funktion mit drei Zweigen formuliert. Die Formulierung dieser Beziehung wird analytisch präsentiert. Der vorgeschlagene Ausdruck kann an einen Betonbaustoff angepasst werden, wenn für diesen Betonbaustoff lediglich die Werte für den Sättigungsfeuchtegehalt (freie Sättigung, relative Feuchte 100 %) und den Feuchtegehalt bekannt sind, der 80 % relativer Luftfeuchte entspricht.     

Nachweiskonzepte zur Bemessung ermüdungsbeanspruchter Bauteile unter Berücksichtigung von Schweißnahtnachbehandlungsverfahren durch höherfrequentes Hämmern

Die Anwendung von höherfrequenten Hämmerverfahren zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit von dynamisch beanspruchten Bauteilen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies hängt zum einen damit zusammen, dass bei Neukonstruktionen durch den Einsatz von höherfesten Stählen die Frage der Materialermüdung verstärkt die Bauteilauslegung bestimmt, und zum anderen, dass bei vielen bestehenden Bauwerken vermehrt Maßnahmen zur Verlängerung der Restlebensdauer erforderlich werden. Die Anwendung von Schweißnahtnachbehandlungsverfahren in Form von höherfrequentem Hämmern stellt hierfür eine geeignete Maßnahme dar, die Ermüdungsfestigkeit von Neukonstruktionen zu erhöhen bzw. die Restlebensdauer bestehender Anlagen zu verlängern. Eine zuverlässige baupraktische Anwendung setzt jedoch die Existenz anerkannter Regeln für die Bemessung voraus, wie auch eine darauf abgestimmte Vorgehensweise für die Ausführung. Der vorliegende Beitrag widmet sich vor allem der Darstellung bisher existierender Nachweiskonzepte für die Bemessung ermüdungsbeanspruchter Bauteile bei Anwendung von Schweißnahtnachbehandlungsverfahren in Form von höherfrequentem Hämmern. Fatigue design concepts for post‐weld treated joints improved by high frequency hammer peening methods. Post‐weld improvement methods have been widely investigated and have in most cases been found to give substantial increases in the fatigue strength. Nowadays, there is an increasing interest in using such methods in order to either improve the fatigue resistance of new structures built e.g. by high strength steel and/or to enlarge the lifetime of existing structures suffering from fatigue problems. With regard to this, post‐weld improvement using high frequency hammer peening methods lately showed very good and promising results in combination with simple operation conditions. However, the successful application of post‐weld improvement methods always requires the existence of profound fatigue design concepts as well as relevant execution and quality standards. The following paper refers predominately to the first aspect, in trying to summarise and compare existing design concepts and their application range for high frequency hammer peening methods.     

Fl?chenwidmung "Wohngebiet für f?rderbare Geb?ude"; L?rm- und Geruchsimmissionen; Situierung der Müllbeh?lter; subjektiv-?ffentliche Nachbarrechte

Aus den Bestimmungen über die Voraussetzungen für die ?nderung des Fl?chenwidmungsplanes k?nnen keine subjektiv-?ffentlichen Nachbarrechte abgeleitet werden. Die mit der Wohnnutzung typischerweise verbundenen Immissionen sind von den Nachbarn hinzunehmen. Darunter fallen grunds?tzlich auch die durch die Benutzung der für die bewilligte Wohnanlage erforderlichen Müllbeh?lter entstehenden L?rm- und Geruchsbel?stigungen, sofern sich nicht im Einzelfall konkrete Anhaltspunkte dafür ergeben, dass insbesondere auf Grund der Lage der Müllbeh?lter und der ?rtlichen Gegebenheiten für die Nachbarschaft unzumutbare Einwirkungen zu erwarten sind.     

Bauteile aus Stahlfaserbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton

Mit der zu erwartenden Einführung der Richtlinie “Stahlfaserbeton” des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) entsteht für den Verbundwerkstoff Stahlfaserbeton ein neues, breites Spektrum an zusätzlichen Anwendungsmöglichkeiten. Durch die Wirkung der Fasern im Beton können nach Überschreitung der Betonzugfestigkeit nennenswerte Kräfte zwischen den Rissufern übertragen und bei der rechnerischen Erfassung des Tragverhaltens berücksichtigt werden. Im Aufsatz werden Vorgehensweisen, Hilfsmittel und ein auf Tabellenkalkulationen und Optimierungsmethoden basierendes Programm zur Biegebemessung und Verformungsabschätzung von Querschnitten und Systemen aus Stahlfaserbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton entwickelt. Grundlage sind die bekannten Bemessungsansätze und ‐hilfsmittel für Stahlbetonquerschnitte. Die Anwendung der Hilfsmittel – auch für Verformungsabschätzungen auf Basis nichtlinearer Verfahren – zeigen zwei Beispiele. Structural Elements of Steel Fibre Reinforced Concrete with or without Bar Reinforcement Tools for Design and Deflection Estimations according to the Guideline “Stahlfaserbeton” by DAfStb The expected release of the guideline “Stahlfaserbeton” by ‘German Committee for Reinforced Concrete’ (DAfStb) offers a wide application range for the composite material steel fibre reinforced concrete (SFRC). Due to additional steel fibres in concrete considerable tension forces can be transferred between crack edges after reaching plain concrete's tensile strength. These forces can be accounted for in calculation of load bearing capacity. Adapted from common design methods and tools for plain reinforced concrete new procedures, tools and a computer application – based on spreadsheet analysis and optimisation methods – for SFRC are presented in this article. These allow for both bending design as well as deflection estimation of crosssections and structural systems made of SFRC with and without additional rebars. Their application – also in case of deflection estimation using non‐linear methods – is demonstrated in two elaborated examples.     

Versuche zur Tragfähigkeit von Ankerplatten mit einbetonierten Kopfbolzendübeln in schmalen Stahlbetonstützen

Müssen große Lasten von Stahl‐ in Betonbauteile eingebracht werden, sind Ankerplattendetails mit aufgeschweißten Kopfbolzendübeln oft praktikable Lösungen. Dies gilt auch für die Befestigung von Stahlträgern an Stützen aus Stahlbeton. Hier können die Ankerplatten z. B. bauseits an der Schalung befestigt und mit dem Ortbeton einbetoniert werden. Die Dimensionierung dieser Einbauteile kann, wie auch die Berechnung von nachträglich installierten Befestigungsmitteln, derzeit nach Europäischen Technischen Zulassungen (ETA) erfolgen. Im Unterschied zu nachträglich installierten Befestigungen ist für die Ankerplatte mit einbetonierten Kopfbolzendübeln eine rechnerische Nutzung der Tragfähigkeit der Bewehrung möglich. Allerdings führen die diesbezüglichen Regelungen – im Vergleich zu den in den Versuchen ermittelten Tragfähigkeiten – rechnerisch zu stark eingeschränkten Tragfähigkeiten. Dies beruht einerseits auf der Reduktion der Tragfähigkeit wegen geringer Randabstände und andererseits auf der stark eingeschränkten Nutzbarkeit der Bewehrung. Im folgenden Beitrag werden Versuchsergebnisse vorgestellt, welche den Einfluss der Betondruckfestigkeit, der Verankerungslänge, der Lastexzentrizität sowie der Bewehrungsmenge und ‐position auf das Versagensgeschehen und die Tragfähigkeit zeigen. Results of Experimental Investigations on the Load‐Bearing Capacity of Steel Anchor Plates with in Concrete Encased Headed Studs in Reinforced Narrow Concrete Columns Anchor plates with welded shear studs are often used to transfer high loads from steel to reinforced concrete elements. This is for example the case for the fixation of steel beams to reinforced concrete columns. The anchor plates are fixed on site on the formwork and cast in‐place in the concrete. The design is calculated according to European Technical Approvals like the design of post‐installed anchors. In contrast to post‐installed fastenings, the utilisation of the reinforcement of in concrete encased headed studs is theoretically possible. But the regulations of the ETAs lead to great reductions in the analysed load‐bearing capacities compared to the capacities, obtained in tests. These tests have been conducted to investigate the load bearing behaviour and failure modes of anchor plates, especially in narrow reinforced concrete columns. In the following article the results of the experimental investigations are presented, which show the influence of concrete compression strength, shear stud length, load eccentricity as well as amount and position of reinforcement.     

Die Scherkondetalbrücke,die erste semi‐integrale Talbrücke der DB AG auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle VDE 8.2

Auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle werden zurzeit einige Talbrücken realisiert, die einen neuen, ganzheitlich orientierten Entwurfsansatz verfolgen. Bei diesen integralen bzw. semi‐integralen Bauwerken sind die Überbauten monolithisch mit den Pfeilern und teilweise mit den Widerlagern verbunden. Sie können deshalb schlanker und mit stetigen Übergängen zwischen den Bauteilen ausgeführt werden. Durch den weitgehenden Verzicht auf Lager und Fugen und durch die robuste Bauweise besitzen integrale Bauwerke eine wesentlich längere Lebenserwartung als herkömmliche Talbrücken. Am Beispiel der Scherkondetalbrücke werden in diesem Beitrag die Unterschiede zwischen den konventionellen und den semi‐integralen Tragwerken erläutert sowie die Voraussetzungen und die Vorteile der Anwendung von integralen Bauwerken für die DB AG herausgearbeitet. Bridge over Scherkonde Valley – the First Large Semi‐Integral Bridge on High‐Speed Railway Route Erfurt – Leipzig/Halle Currently some large valley bridges are under construction on high‐speed railway route Erfurt‐Leipzig/Halle. These bridges follow a new holistic design philosophy. The superstructure of those integral or semi‐integral bridges is rigidly connected to the abutments and the columns. Therefore they are more slender than conventional bridges, and the bridges are very robust and durable because of the omitting of bearings and dilatation joints. The bridge over the Scherkonde valley is taken as an example for explaining the differences between conventional and semi‐integral bridges in this paper. This example shows the advantages and the requirements of integral buildings for high‐speed railway bridges.     

Empfehlung Nr. 5 “Punktlastversuche an Gesteinsproben“ des Arbeitskreises 3.3 “Versuchstechnik Fels“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik

Der Arbeitskreis AK 3.3 “Versuchstechnik Fels“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. erarbeitet Empfehlungen für felsmechanische Labor‐ und Feldversuche sowie Messungen im Gebirge und an Bauwerken. Die vorliegende Neufassung der Empfehlung Nr. 5 behandelt den Punktlastversuch an Gesteinsprobekörpern und berücksichtigt die Weiterentwicklung der Versuchstechnik und ‐auswertung seit der gleichnamigen Empfehlung Nr. 5 von 1982. Es werden die Anforderungen an die Prüfeinrichtung und die Probekörper sowie die Vorgehensweisen für die Durchführung und Auswertung von Punktlastversuchen festgelegt. Die wesentliche Neuerung besteht darin, dass nicht mehr der Lastpunktabstand allein, sondern die Probekörperfläche zur Berechnung des Punktlastindex verwendet wird. Beim Punktlastversuch wird ein Indexwert für die Festigkeit eines Gesteins bestimmt, indem ein zylinderförmiger, quaderförmiger oder unregelmäßig geformter Probekörper zwischen zwei Lasteinleitungsspitzen bis zum Bruch belastet wird. In dieser Empfehlung werden der Zweck, die Begriffe, die Prüfeinrichtung, die Anforderungen an den Probekörper und die Versuchsdurchführung erläutert. Drei mögliche Optionen der Versuchsauswertung werden aufgezeigt, die Darstellung der Ergebnisse beschrieben und mit Hilfe von Beispielen illustriert. Abschließend wird erläutert, wie die einaxiale Druckfestigkeit aus der Punktlastfestigkeit abgeleitet werden kann. Recommendation No. 5 (revised) of the Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. — “point load tests on rock samples”. The Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (German Geotechnical Society) is compiling instructions for rock tests conducted in the laboratory and in‐situ, and for performing monitoring of rock masses and civil engineering structures. The revised version of recommendation No. 5 deals with the point load test on rock samples and incorporates recent developments in testing machines and testing procedures since the first version from 1982. The requirements for the testing machines and the specimens are given, as well as the procedures to perform the tests and evaluate the data. The essential modification is the use of the sample area instead of the platen tip distance alone. The point load test is used to derive an index value for rock strength. Therefore rock specimens in the form of core, cut blocks or irregular lumps are loaded until failure between a pair of load tips. In this recommendation, scope, terms, apparatus, specimen requirements and procedure of the test are explained. Three possible options of test evaluation are given, the reporting of results described and illustrated by examples. Finally it is shown, how the uniaxial compressive strength can be derived by the point load strength.     

Sandwichtürme für Windenergieanlagen mit höherfesten Stahl‐ und Verbundwerkstoffen

Die Leistung und Größe von Windenergieanlagen sind in den letzten Jahren immer weiter angestiegen. Damit erhöhen sich zwangsläufig auch die Anforderungen an die Turmkonstruktionen, die bislang als Stahlrohr‐, Spannbeton‐ oder Fachwerkturm zur Ausführung kommen. Als Alternative dazu wurden am Institut für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover mehrere Varianten von Sandwichtürmen untersucht, mit denen die Schalenstabilität und Tragfähigkeit gesteigert werden können. Eine einzelne Sandwichturmsektion besteht dabei grundsätzlich aus einem stählernen Innen‐ und Außenrohr, die durch einen dazwischen liegenden Verbundwerkstoff vollflächig ausgesteift werden. Als Verbundwerkstoffe können pumpfähige Elastomere, Epoxidharze und Vergussmörtel dienen, die vom Turmfuß aufsteigend in den Ringspalt gefüllt werden. Das Sandwichsegment ist dabei nur im unteren Turmbereich vorgesehen, in dem hohe Schalenstabilitäten und große Blechdicken erforderlich sind. Mit dem alternativen Einsatz einer zweischaligen Turmkonstruktion aus dünneren sowie höherfesteren Stahlrohren reduziert sich deutlich das Schweißvolumen gegenüber der herkömmlichen Bauweise. Für Turmsektionen mit einem Durchmesser D > 4,3 m wird ein neues Fertigungskonzept mit längsorientierten Teilschalen beschrieben, womit nicht nur das Transportproblem über Land gelöst, sondern auch die Anzahl der Rundnähte minimiert werden kann. Ferner wird eine neue Verbindungstechnik zwischen den Turmsektionen vorgestellt, die ohne ermüdungskritische und aufwändig geschraubte Ringflansche auskommt. Sandwichtowers for wind turbines with high strength steel and core materials. The performance and the dimensions of wind energy converters have been increased significantly within the last few years. Thus, the requirements on tower constructions will also increase following the development of bigger turbines. Usually tubular steel and pre‐stressed concrete towers are chosen as support structures for wind turbines. The structural design of tubular steel towers is mainly driven by ultimate and fatigue limit state. Especially shell buckling leads to large dimensions and thicknesses for the steel sections. Therefore, a new kind of tower, the so called sandwichtower, has been developed as an alternative solution with the aim of increasing the shell stability. The sandwich tower consists of an inner and outer steel shell which are bonded together with a core material between them. That works as a full space stiffener. As a result of the investigations a combination of steel and sandwich‐section is favoured where the sandwich is only planned for the lower tower section to get higher stability simultaneously with thinner shells. Therefore, the effective welding time can be decreased when the shells are made of high strength steels. Especially for tower sections with D > 4.3 m a new fabrication concept with longitudinal partial shells is developed to offer the transportation onshore and to minimize the number of critical circumferential welds. Furthermore, a new kind of connection between the tower sections is presented without bolted ring flanges.     

Untersuchungen zur Wiederverwendung von Spundwänden

Insbesondere in den letzten Jahren wird das Thema Nachhaltigkeit und ressourcenschonender Umgang mit der Umwelt immer stärker in Politik und Gesellschaft diskutiert. Auch in der Geotechnik ist viel Potential vorhanden, nachhaltig mit den Rohstoffen umzugehen. In diesem Beitrag wird hierzu auf die Möglichkeiten der Wiederverwendung von Stahlspundwänden eingegangen. Dabei wird ein wesentliches Augenmerk auf die Möglichkeiten des Recyclings des Spundwandstahls gelegt. Weiterhin erfolgt eine ausführliche Diskussion bezüglich des Ziehens von Spundwänden und den hierbei auftretenden Problemen. So ist häufig ein Anstieg des Herausziehwiderstands über die Zeit feststellbar. Anhand verschiedener Finite‐Elemente‐Untersuchungen wird dieser Zuwachs des Herausziehwiderstands numerisch untersucht, und es können verschiedene Faktoren herausgearbeitet werden, die dem zugrunde liegen. Investigations regarding the re‐use of sheet‐piles. Especially in recent years the topic sustainability and careful handling of environment are discussed more and more in politics and society. In geotechnical engineering there is great potential to deal more sustainable with the used resources. In this contribution, the possibilities of re‐using steel sheet‐piles are discussed. A main scope is set on the possibilities of recycling of the steel. Furthermore, the pull‐out process of sheet‐piles is discussed and problems during the pull‐out process are described. In‐situ often an increase of pull‐out forces over time can be noticed. Several numerical investigations using finite element method are presented to investigate the possible factors which influence the increase in pull‐out forces.     

Durchrutschende Grout‐Verbindungen in OWEA – Tragverhalten,Instandsetzung und Optimierung

Grout‐Verbindungen werden für die Verbindung zwischen den Gründungs‐ und Turmstrukturen von Offshore‐Windenergieanlagen (OWEA) vielfach eingesetzt. Insbesondere die seit Beginn der 90er Jahre im Meer installierten Windturbinen mit Monopile‐Gründung verfügen über diese hybride Verbindungskonstruktion, bei der Stahlzylinder mit glatter Mantelfläche übereinander gefädelt werden und der Zwischenraum mit hochfesten Feinkornmörteln vergossen wird. Bislang wurde auf eine spezielle Oberflächenprofilierung der Stahlrohre verzichtet. Während standardmäßiger Wartungsintervalle wurden nun an Rohr‐in‐Rohr‐Steckverbindungen in Monopiles in Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden vertikale Verschiebungen festgestellt, die auf ein Versagen des Haftverbunds zwischen Stahl und Füllmaterial schließen lassen. Im Rahmen dieses Beitrags wird zunächst der Aufbau sowie das Trag‐ und Ermüdungsverhalten der Grout‐Verbindung erläutert und eigene Untersuchungen an diesen Verbindungen mit Ergebnissen präsentiert. Darauf aufbauend werden mögliche Gründe für die aufgetretenen Schäden diskutiert und Instandsetzungsvorschläge unterbreitet. Neben der Betrachtung der offshore‐spezifischen Einbaubedingungen werden die Maßnahmen hinsichtlich des technischen Aufwands vorgestellt und Kerbfallklassen für die Stahlbauteile zur Bestimmung der Materialermüdung präsentiert. Für zukünftige Gründungsstrukturen werden Optimierungsmöglichkeiten vorgestellt. Sinking grouted joints in offshore wind turbines – Bearing behaviour, repair, and optimisation. Grouted joints are mainly used for the connection of foundation piles and substructures of offshore wind turbines. Grouted joints consist of tube‐to‐tubeconnections where the annulus is filled with a high performance mortar. Since the early 90s, grouted joints have been installed in offshore wind energy converters with monopiles using plain steel sections with no additional mechanical interlock. During maintenance work vertical slippages have been detected at substructures with monopiles in Denmark, UK and the Netherlands. The movements may result from a loss of bond between steel and mortar. Within this paper the construction and the bearing behaviour of grouted joints is presented. Additionally experimental investigations are shown. Based on own experiences reasons for failure and repair opportunities are introduced and optimisation opportunities for future turbines are proposed.