Statische und kinetische Instabilitäten bei Bauwerken

In der Bautechnik treten oft, z. B. bei windbelasteten oder meerestechnischen Konstruktionen, statische oder dynamische Instabilitäten auf – manchmal auch ein Zusammenwirken (Interaktion) beider Mechanismen, wobei die Knick‐ oder Beuleigenformen durchaus verschieden von den entsprechenden Schwingungseigenformen sein können. Es soll dargestellt werden, wann die Stabilitätsuntersuchungen der Strukturen statisch durchgeführt werden dürfen und in welcher Form sich die Ergebnisse bei einer zusätzlichen dynamischen Belastung verändern. Static and dynamic instabilities of structures. In structural design e. g. under wind loads or offshore structures we often have static or dynamic instabilities sometimes also an interaction of both mechanisms, where the buckling modes may be different from the vibration modes. We want to recognize, whether the investigations may be static and how the results may alter by dynamic loads.     

Hochleistungsleichtbeton unter mehraxialer Druckbeanspruchung

An vielen Stellen im Tragwerk herrschen mehraxiale Spannungszustände. Ob sich die Tragfähigkeit von Hochleistungsleichtbetonen unter mehraxialer Druckbeanspruchung ebenso erhöht wie bei Normalbetonen, wurde in zwei‐ und dreiaxialen Tests untersucht. Es wurde ein Bruchkriterium für Leichtbetone abgeleitet und Parallelen und Unterschiede zu Normalbeton aufgezeigt. High Performance Lightweight Aggregate Concrete under Multiaxial Compression There are multiaxial stress conditions at many points in a structure. Whether the strength of high performance lightweight concrete under multiaxial compression increases as well as the strength of normal concrete, was verified in bi‐ and triaxial tests. A failure criterion for lightweight concrete was derived and analogies and differences to normal oncrete were pointed out.     

Rissbildung von biegebeanspruchten Bauteilen aus Ultrahochfestem Faserbeton

Das Konstruieren und Bemessen von Bauwerken aus faserbewehrtem UHPC erfordert sehr detailliertes Wissen über das Zugtragverhalten von Faserbeton. Es ist beeinflusst von der Fasergeometrie, der Fasermenge, der Schubverbundfestigkeit zwischen Faser und Matrix, der Matrixfestigkeit, dem Schwinden und der Faserorientierung. Leutbecher beschreibt ein Modell für reine Zugbeanspruchungen, indem all diese Parameter Eingang finden. Im hier vorliegenden Artikel wird dieses Modell für Biegebeanspruchungen erweitert und anhand von Biegeversuchen an Platten aus UHPC verifiziert. Dabei werden sowohl Faserbewehrung als auch konventionelle Stabbewehrung berücksichtigt. Crack Formation of Flexural Members made of UHPFRC For the design and planning of buildings made of fibre reinforced ultra high performance concrete one needs very detailed knowhow about the tensile carrying behaviour of fibrated concrete. It is affected by various parameters such as the fibre geometry, the content of fibres, the bond strength between fibre and binder matrix, the strength of the matrix, the shrinkage of the concrete and the orientation of the fibres. All these parameters are considered in a theoretical model for UHPFRC under tension (Leutbecher). In the paper presented here the range of validity of this model is extended to bending stress. Experimental investigations on UHPC‐plates under bending complete and verify the theoretical results. The tests cover fibre reinforcement as well as conventional passive reinforcement.     

Biegeschubversuche an Stahlbetonbalken mit nachträglich eingemörtelter Querkraftbewehrung

Im vorliegenden Beitrag wird über Querkraftversuche an insgesamt zehn Stahlbetonbalken berichtet, von denen acht mit nachträglich eingemörtelten Bewehrungsstäben verstärkt wurden. Anzahl und Abstand der geneigten Bewehrungsstäbe sowie die verwendeten Verbundmörtel wurden variiert. Während am oberen Ende der Stäbe eine Verankerung im Bauteilinneren durch Verbund erfolgte, wurden für die Verankerung an der Tragwerksunterseite eigene Ankerkörper entwickelt. Die Versuche bestätigen die Wirksamkeit der Maßnahme, die keine Änderungen der Bauteilabmessungen erfordert und von der Tragwerksunterseite her durchgeführt werden kann. Im Zuge der Untersuchungen wurden auch grundlegende phänomenologische Erkenntnisse zur Querkraftabtragung von Stahlbetonbalken gewonnen, insbesondere was die Rissverzahnung entlang des Schubrisses, den Anteil der Dübelwirkung der Längsbewehrung sowie die Mitwirkung der Biegedruckzone betrifft. Bending Shear Tests on R/C‐Beams with Post‐Installed Shear Reinforcement A research project has been started to investigate a new method of strengthening beams with insufficient shear resistance by applying post‐installed reinforcement. 10 reinforced concrete beams have been tested in shear, number and location of the inclined rebars as well as type of injection mortar have been varied. The rebars were installed in mortar‐injected boreholes and anchored with metal plates at the accessible bar end. The test results confirmed that post‐installed rebars can significantly increase the beam shear resistance provided they are situated properly and adequate injection mortars used. Above that the evaluation of the different contributions to shear resistance like truss action, dowel action and shear strength of compression chord provides new findings on the general shear failure mechanism in RC structures.     

Befestigungen über Eck unter Zug‐ und Querlast

Behaviour of Anchors Installed Perpendicular to Each Other in Two Faces of a Concrete Element Applications where anchors are installed in two faces of a concrete element perpendicular to each other (e. g. in a corner of a building or a column) and loaded simultaneously in tension or shear are not covered by the well‐known CC‐Method (CCDMethod). In order to investigate the load bearing behaviour tests were carried out. Based on the test results a design method is proposed.     

Versuche zur Ermüdungsfestigkeit alter Betonstähle

Die Frage der Ermüdungssicherheit hat im Zusammenhang mit der Überprüfung bestehender Stahlbetonbauwerke, insbesondere Brücken, an Aktualität gewonnen. Während auf der Einwirkungsseite die Anzahl der Lastwechsel und die Lasten, die die Brücke im Laufe ihres Lebens erfahren hat, von Bedeutung sind, sind es auf der Widerstandsseite die Genauigkeit des Tragwerkmodells und die Materialkennwerte. Mit Letzteren befasst sich dieser Aufsatz. Der wichtigste Parameter auf der Widerstandsseite ist die Ermüdungsfestigkeit des Betonstahls. Mittels Dauerschwingversuchen wurde die Ermüdungsfestigkeit von vier Betonstahlsorten ermittelt. Zwei Sorten stammen von abgebrochenen Brücken aus den 1950er Jahren; zwei weitere sind kürzlich produzierte Sorten von Ring‐ und Stabmaterial der Betonstahlsorte B 500 B. Das Ziel der Versuche bestand darin, festzustellen, ob das Alter einer Stahlbetonkonstruktion einen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit des Betonstahls hat. Im Aufsatz werden die Problematik beim Nachweis der Ermüdungssicherheit bestehender Brücken kurz geschildert, die Versuche beschrieben und deren Resultate diskutiert. Fatigue Tests with Old Reinforcing Steels Recently, fatigue safety has become an issue with respect to surveying the condition of existing structures, in particular bridges. While questions considering traffic loads and frequencies dominate the calculations of the appropriate load scenarios, the accuracy of the structural model and material properties play a vital role for the calculation of the resistance. This article deals with the latter. The most important parameter on the resistance side is the fatigue strength of the reinforcement. Therefore, fatigue strength of four brands of reinforcing steel was determined in fatigue tests. Two brands of reinforcement bars could be gathered during demolition work of two bridges which were built in the 1950ies. Another two brands of new reinforcing steel B 500 B, a rod‐steel and a steel from the roll, were tested. The aim of the tests was to prove whether age and environment of the built‐in reinforcement bars affect their fatigue resistance or not. The article briefly describes the difficulties with verifying the fatigue safety of existing bridges while the main part deals with the experimental work and the discussion of the test results.