Ausgabe 2/2007 Dezember 2007 Zusammenfassung - Deutscher ...

Ausgabe 2/2007Dezember 2007●●●Kranbahnträger – Wirtschaftliche Bemessung undKonstruktion robuster Radlasteinleitungen AiF-Nr. 14173Feststellung zulässiger Restspalte beim Schweißen AiF-Nr.14174Einsatz von hochfesten Stählen und Betonen beiHohlprofil-Verbundstützen AiF-Nr.14196● Stahl-Glas-Verbindungen im Hinblick auf die Normung AiF-Nr. 14197● Klassifizierung stahlwasserbautypischer Kerbdetails (P 589)● Laser-MSG-Hybridschweißen von innovativen Stahlwerkstoffen (P 613)●●●Tragfähigkeit von Ankerplatten mit Kopfbolzendübeln in stabförmigenBauteilen (P 722)Überprüfung der Anwendbarkeit von alternativen Ansätzen nach Eurocode1 Teil 1-2 zur Festlegung von Brandschutzanforderungen bei GebäudenZuordnung von Verwaltungsgebieten zu den Erdbebenzonen undgeologischen Untergrundklassen der Neufassung von DIN 1419Zusammenfassung zum Forschungsvorhaben AiF-Nr. 14173Kranbahnträger – Wirtschaftliche Bemessung und Konstruktion robusterRadlasteinleitungenDer Nachweis der Ermüdungsfestigkeitfür die Radlasteinleitung in Kranbahnenwird in der deutschen KranbahnnormDIN 4132 und auch in der künftigeneuropäischen Kranbahnnorm EN1993-6 auf der Grundlage eines Kerbdetailsnach dem Nennspannungskonzeptgeführt. Dieses Kerbdetailwurde in den 1970er Jahren aufgrundvon theoretischen Überlegungen abgeleitetund wurde bislang nicht überVersuche verifiziert.Es wurden im Rahmen des AiF-Forschungsvorhabens „Kranbahnträger– Wirtschaftliche Bemessung undKonstruktion robuster Radlasteinleitungen“(AiF-Nr. 14173 N) sowohldie Einwirkungs- als auch die Widerstandsseitedes Kerbdetails speziell fürKranbahnen aus Walzprofilen mit aufgeschweißterBlockschiene, die überwiegendbei leichtem bis mittelschweremKranbetrieb ausgeführtwerden, detailliert untersucht.Zur Ermittlung der Ermüdungsfestigkeitwurden umfangreiche Trägerversuchean Kranbahnträgern unter Simulationeiner zweiachsigen Beanspruchungdurchgeführt. Erstmalig erfolgte hierbeidie Untersuchung der Radlasteinleitungim Biegezugbereich. Für dieuntersuchten Träger wurden die Ermüdungsfestigkeitenfür eine Kombinationaus Längsspannungen infolge Biegungund lokalen Druckspannungen infolgeRadlasteinleitung ermittelt. Die Schä-

2digung der lokalen Druckspannungenwurde somit auf der Widerstandseiteerfasst. Die bisherige Klassifizierungder Radlasteinleitung erscheint aufgrunddieser Versuche sowohl fürdurchgehende als auch für unterbrocheneSchienenschweißnähte zukonservativ. Zusätzliche Tests anKleinprüfkörpern weisen auf einensignifikanten Mittelspannungseinflussdes Kerbdetails hin.Auf der Einwirkungsseite wurden diebestehenden Regeln auf ihre Gültigkeitfür Walzprofile untersucht. Es wurde indiesem Zusammenhang ein verbesserterÜberlagerungsvorschlag fürdie globalen Schubspannungen nachder technischen Mechanik und dielokalen Schubspannungen aus derRadlasteinleitung vorgestellt. Die bisherigeÜberlagerungsvorschrift überschätztdie Schubspannungen am Ausrundungsbeginnvon Walzprofilen.Zusätzlich wurde ein grundsätzlicherVorschlag für die Schadensakkumulationvon Schubspannungenentwickelt.Weitergehende Untersuchungen zeigten,dass eine einfache Übertragungder in den Normen verankerten Beziehungenzur Ermittlung der lokalenDruckspannungen, die ursprünglichnur für den Stegansatz hergeleitetwurden, auf die Schienenschweißnahtnicht konservativ ist.Ergänzt wurden die Untersuchungendurch eine Serie von Stegbiegeversuchen,die die Ermüdungsfestigkeitdes Stegansatzes bei geschweißtenKranbahnquerschnitten unter außermittigerRadlasteinleitung zum Gegenstandhatten.Das Forschungsvorhaben mit der AiF-Nr. 14173 N / 1 wurde an der UniversitätStuttgart, Institut fürKonstruktion und Entwurf, durchgeführt.Das Forschungsvorhaben 14173 N / 1der Forschungsvereinigung AiF wurdeim Programm zur Förderung der „IndustriellenGemeinschaftsforschung(IFG) vom Bundesministerium für Wirtschaftund Technologie (BMWi) überdie AiF finanziert und im Auftrage desDeutschen Ausschusses für StahlbauDASt durchgeführt. Den Förderern seifür die Unterstützung und Hilfe bei dervorliegenden Arbeit bestens gedankt.Der Bericht ist über die Stahlbau Verlags-und Service GmbH, Sohnstr. 65,40237 Düsseldorf, Fax: 0211/6707821zu beziehen.Zusammenfassung zum Forschungsvorhaben AiF-Nr. 14174Feststellung zulässiger Restspalte beim SchweißenDie aktuelle Normensituation stellt sehrhohe Anforderungen an den Nachweiseiner durchgehenden Durchschweißung.UngenügendeDurchschweißungenbei Kehlnähten, imfolgenden als Restspalt bezeichnet,sind beispielsweise an Kreuz- bzw. T-Stößen, die nach DIN 18800 – Teil 7ausgeführt werden, gemäß EN ISO5817 nicht erlaubt. Für die ausführendenBetriebe ist diese Forderungoft mit zeit- und kostenintensivenReparaturschweißungen versehen. Obderartige Reparaturen hinsichtlich derBauteilsicherheit zwingend notwendigsind, wird dabei oft nicht hinterfragt.Zudem stellt sich die Frage, ob dieQualität einer Schweißkonstruktiondurch eine Reparatur verbessert wird,da es häufig nicht möglich ist, dieSchweißnahtvorbereitung zeichnungsgerechtwiederherzustellen und einezweite Wärmeeinbringung notwendigist.Im Rahmen des AiF-Projektes 14174N wurde die Grundlage für ein Be-

3messungskonzept entwickelt, das beihinreichend genauer Detektierungeines Restspaltes, durch ein zerstörungsfreiesPrüfverfahren gewährleistet,dass nachgewiesene ungenügendeDurchschweißungen imBauteil bei Einhaltung der Bauteilsicherheitbelassen werden können.Dieses Konzept zielt darauf hin,gängige Regelwerke wie z.B. dieDASt-Richtlinie 009 zu ergänzen.Das Forschungsprojekt wurde gemeinsamvom Lehrstuhl für Stahl- undLeichtmetallbau der RWTH Aachenund der Schweißtechnischen LehrundVersuchsanstalt SLV Duisburgbearbeitet und durch den DeutschenAusschuss für Stahlbau (DASt) betreut.Die Aufgaben der SLV Duisburgkonzentrierten sich auf die Methodender zerstörungsfreien Prüfung, dienach dem heutigen Stand der Technikbei der Restspaltgrößenbestimmungmit Messunsicherheiten behaftet ist.Die Prüfmethoden der Ultraschallmesstechnikwurden deshalb aufRestspaltproben angewendet, modifiziertund für spezielle Prüfproblemeweiterentwickelt, so dass eine zuverlässigeDetektierung und Quantifizierungder Restspaltgrößen möglichwar.Aufgabe der RWTH war es, eine „Fitnessfor Purpose“-Strategie zu entwickeln,die es erlaubt Ungänzen inForm von Restspalten tolerierbarerLänge in der Schweiß-naht belassenzu können, ohne die Sicherheit desBauteiles zu gefährden. Grundlagedieses Konzeptes war der bruchmechanischeZähigkeitsnachweis wieer derzeit im Eurocode 3 - Teil 1-10bzw. in der DASt-Richtlinie 009 angewendetwird. Der zulässige Restspaltwird dort als zulässige Rissgrößeaufgefasst und mit den im Stahlbaugeforderten Sicherheitsanforderungenfür sprödes Bauteilversagen im Tieflagen-bzw. Übergangsbereich nachgewiesen.Basis für diesenSprödbruchnachweis ist die bruchmechanischeBeanspruchung, dienumerisch bestimmt wurde undexperimentell untermauert. Anhandvon umfangreichen Parameterstudienkonnte dann ein Zusammenhangzwischen experimentell bestimmterVersagensbeanspruchung und dernumerisch abgeleiteten Versagensbeanspruchungbestimmt werden undsomit zulässige Restspalte sowohl unterstatischer als auch dynamischerBeanspruchung für Kreuz- bzw. T-Stöße mit HY- bzw. DHY-Schweißnähten mit impliziten Sicherheitenabgeleitet werden. Der Berichtzeigt, dass für fast alle praxisrelevantenBemessungsszenarien,Restspalte in bestimmten Grenzentolerierbar sind. Somit wird eine grundlegendesBemessungskonzept vorgelegt,das zu einem maßgeblichenFortschritt der Stahlbaupraxis beitragenkann, indem bereits in derPlanungsphase, die Anforderung andie Schweißnaht unter gegebenenRandbedingungen definiert werdenkönnte und somit Reparaturarbeitenvermieden, wenn der Restspalt imBauteil belassen werden kann.Das Forschungsvorhaben mit der AiF-Nr. 14174 N wurde an der RWTH Aachendurch HerrnProf. Dr.-Ing. MarkusFeldmann, Herrn Dipl.-Ing. Björn Eichler,Frau Dr.-Ing. Susanne Höhler sowieder Schweißtechnischen Lehr- undVersuchsanstalt SLV Duisburg, HerrnDipl.-Ing. Helmut Schmeink durchgeführt.Das Forschungsvorhaben 14174 N derForschungsvereinigung AiF wurde imProgramm zur Förderung der „IndustriellenGemeinschaftsforschung (IFG)vom Bundesministerium für Wirtschaftund Technologie (BMWi) über die AiFfinanziert und im Auftrage des DeutschenAusschusses für Stahlbau DAStdurchgeführt. Den Förderern sei für dieUnterstützung und Hilfe bei der vorliegendenArbeit bestens gedankt.

4Der Bericht ist über die Stahlbau Verlags-und Service GmbH, Sohnstr. 65,40237 Düsseldorf, Fax: 0211/6707821zu beziehen.Zusammenfassung zum Forschungsvorhaben AiF-Nr. 14196Einsatz von hochfesten Stählen und Betonen bei Hohlprofil-VerbundstützenIm Geschoss- und Hochhausbau werdenheute neben hohen Tragfähigkeitenimmer restriktivere Anforderungen andie Abmessungen der Stützen gestellt.Bei diesen Randbedingungen sind Verbundstützenmit ausbetonierten Stahlhohlprofilenbesonders vorteilhaft, wennhochfeste Werkstoffe verwendet werden.Die Tragfähigkeit der Stützen lässtsich noch erhöhen, wenn zusätzlichStahlprofile in die Hohlprofile eingestelltwerden. Einstellprofile aus runden Vollprofilensind dabei besonders vorteilhaft.Neben der hohen Tragfähigkeit zeichnensich diese Stützen im Vergleich zuStahlbetonstützen aus hochfestem Betonzudem durch eine signifikant höhereDuktilität aus.Die Bemessung ist nach den derzeitigenRegelwerken noch nicht uneingeschränktmöglich. Die aktuellenRegelwerke für Verbundkonstruktionenlassen nur die Verwendung von Betonenbis zur Festigkeitsklasse C50/60 zu. Diemaximal einsetzbare Stahlgüte ist S460.Auch die Verwendung von Rund- oderQuadratvollprofilen als Einstellprofil istderzeit wegen der Problematik der hohenEigenspannungen aus dem Herstellungs-prozessnoch nicht im Anwendungsbereichder Regelwerke enthalten.Im Rahmen des Forschungsvorhabenskonnten experimentell abgesicherte Erkenntnisseüber die Tragfähigkeit vonHohlprofil-Verbundstützen aus hochfestenMaterialen gewonnen werden.Die durchgeführten Versuche mit Betondruckfestigkeitenbis zu 100 N/mm 2dienten dabei primär dazu, die Anwendungdes in den Regelwerken verankerten„Allgemeinen Nachweisverfahrens“unter Berücksichtigung von geometrischenund physikalischenNichtlinearitäten abzusichern.Bei der Bemessung von Stützen werdengeometrische und strukturelleImperfektionen berücksichtigt. Zu denstrukturellen Imperfektionen gehörendabei insbesondere die Eigenspannungen,die in Stahlprofilen ausdem Herstellungsprozess resultierenund bei Vollprofilen primär durch einungleichmäßiges Abkühlen dereinzelnen Querschnittsfasern hervorgerufenwerden. Um detailliertere Erkenntnissezu den Eigenspannungenin Rundvollprofilen zu gewinnen,wurde der Abkühlvorgang von Rundvollprofilenim Rahmen des Forschungsprojektesmit dem FE-Programm ANSYS genauer simuliert.Für verschiedene Durchmesser undMaterialgüten wurden die Eigenspannungenfür Rundvollprofile berechnet.Zur Berechnung der Eigenspannungenwurden vorab die währenddes Abkühlprozesses im Vollprofilauftretenden Temperaturfelderermittelt. Auf der Grundlage dieserBerechnungen wurde ein abgesicherter,vereinfachter Ansatz zurErmittlung der Eigenspannungen inRundvollprofilen hergeleitet, der beider Traglastberechnung von Verbundstützennach dem AllgemeinenVerfahren zugrunde gelegt werdenkann.

5Im Rahmen des Forschungsvorhabenswurde ferner ein dreidimensionales FE-Modell entwickelt, mit dem die Tragfähigkeitvon Verbundstützen mit beliebigenWerkstoffkombinationenrealistisch ermittelt werden kann. Dabeiwerden alle wesentlichen Einflüsse, wiez.B. der Einfluss von Eigenspannungenin den Kernprofilen, geometrischeImperfektionen infolge von Vorkrümmungenund nichtplanmäßigerLage der Kernprofile, das nichtlineareMaterialverhalten von Stahl und Betonsowie die Verbundeigenschaftenzwischen den Stahlquerschnitten unddem Beton realistisch erfasst. Im Hinblickauf die Anwendung der vereinfachtenund auf der plastischen Querschnittstragfähigkeitbasierenden Nachweisverfahrenin den Regelwerkenwurden Untersuchungen zur Einstufungin die Knickspannungslinien durchgeführtund modifizierte Ansätze zur Erfassungder bei hochfesten Betonenwegen der Dehnungsbeschränkungenim Beton erforderlichen Abminderungder plastischen Querschnittstragfähigkeiterarbeitet.Das Forschungsvorhaben (AiF-Nr.14196 N) wurde am Institut fürKonstruktiven Ingenieurbau,Bergische Universität Wuppertal,durch Herrn Prof. Dr.-Ing. GerhardHanswille und Herrn Dipl.-Ing. MartinLippes durchgeführt.Das Forschungsvorhaben 14196 Nder Forschungsvereinigung AiF wurdeim Programm zur Förderung der„Industriellen Gemeinschaftsforschung(IFG) vom Bundesministerium fürWirtschaft und Technologie (BMWi)über die AiF finanziert und im Auftragedes Deutschen Ausschussesfür Stahlbau DASt durchgeführt. DenFörderern sei für die Unterstützungund Hilfe bei der vorliegenden Arbeitbestens gedankt.Der Bericht ist über die Stahlbau Verlags-und Service GmbH, Sohnstr.65, 40237 Düsseldorf, Fax: 0211/6707821 zu beziehen.Zusammenfassung zum Forschungsvorhaben AiF-Nr. 14197„Stahl-Glas-Verbindungen im Hinblick auf die Normung“Für Glaskonstruktionen, bei denen dieGlasscheiben über Bohrungen die Lastenpunktförmig in die Unterkonstruktionweiterleiten, liegen bisher nur in begrenztemMaße allgemeingültige Richtlinienoder Regelungen und auch nurunzureichende wissenschaftliche Untersuchungenvor. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabenswurden aus diesemGrund verschiedene Aspekte, die beieiner Bemessung von punktgestütztenVerglasungen relevant werden, aufgegriffenund umfassend erforscht. ImEinzelnen wurden die folgenden Punktebearbeitet:- Die Biegezugfestigkeit von gebohrtenGläsern aus TVG konnte durch umfangreicheexperimentelle Untersuchungenund deren rechnerischeSimulation ermittelt werden.- Für gebohrte Glasscheiben, bei denenüber Lochleibung Kräfte übertragenwerden, wird ein einfachesBemessungskonzept vorgestellt, beidessen Anwendung auf aufwendigeFEM-Berechnungen verzichtet werdenkann.- Für geklemmte Stahl-Glas-Verbindungenwurden experimentelle undtheoretische Untersuchungen durchgeführt,die als Grundlage für weitereForschungsarbeiten dienen.- Für punktgestützten Glastafeln unterBiegebeanspruchung konntenanwenderfreundliche Bemessungs-

6hilfen entwickelt werden, diekomplizierte, zeitintensive und fehleranfälligeFE-Simulationen in derIngenieurpraxis entbehrlich machen.- Es konnte eine Vorgehensweise zurSpannungsermittlung punktgelagerterVerglasungen unter Beanspruchung inScheibenebene erarbeitet werden, insbesondereim Hinblick auf die Verifizierungder FE-Modelle und auf denEinfluss verschiedener Materialparameter.Die erzielten Forschungsergebnissekönnen in die Arbeit des NormenausschussesNaBau 09.02.00 einfließenund dazu beitragen, den Werkstoff Glasals konstruktives Element umfassenderzu regeln, damit die Planung und Anwendungvon Glaskonstruktionen vereinfachtwird und somit innovative Lösungenim konstruktiven Ingenieurbau gefördertwerden.Das Forschungsvorhaben 14197 N„Untersuchung von Glas-Stahl-Verbindungenim Hinblick auf die Normung“,wurde in Zusammenarbeit derForschungsstellen Lehrstuhl fürStahlbau und Leichtmetallbau derRWTH Aachen, Institut für Werkstoffeund Mechanik im Bauwesen der TUDarmstadt und Lehrstuhl für Stahlbauder TU München bearbeitet undwurde im Programm zur Förderungder „Industriellen Gemeinschaftsforschung(IGF) vom Bundesministeriumfür Wirtschaft undTechnologie (BMWI) über die AiFfinanziert und im Auftrage desDeutschen Ausschusses für StahlbauDASt durchgeführt. Den Förderernsei für die Unterstützung und Hilfe beider vorliegenden Arbeit bestens gedankt.Der Bericht ist über die Stahlbau Verlags-und Service GmbH, Sohnstr.65, 40237 Düsseldorf, Fax: 0211/6707821 zu beziehenAus der Arbeit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. imStahl-ZentrumKlassifizierung stahlwasserbautypischer Kerbdetails (P 589)An geschweißten Stahlwasserbaukonstruktionenwie Schleusentore,Längskanal- oder Sparbeckenverschlüssewurden in der VergangenheitRissschäden festgestellt. DieseSchäden ergaben sich letztlich aus derTatsache, dass der Einfluss der Ermüdungsbeanspruchungenauf geschweißteVerschlusskonstruktionen inder Bemessung im Stahlwasserbauunterschätzt wurde.Durch die Einführung der neuenStahlwasserbaunorm DIN 19704, die inihrer Nachweisform auf DIN 18800 undDIN EN 1993 beruht, nimmt auch derTeil 1.9 des Eurocode 3 „Ermüdungsbeanspruchung“eine besondere Stellungein.In diesem Regelwerk werden für denStahlwasserbau relevante Details behandelt.An stahlwasserbaulichen Verschlussbauwerkenkönnen jedochKonstruktionsformen und Kerbfälle auftreten,die mit den zur Verfügung stehendenRegelwerken nicht ausreichendbemessen werden können.Aufgrund dieser Tatsache wurde diesesForschungsvorhaben durchgeführt.Zwei für Verschlussbauwerke typischeKerbfälle wurden sowohl theoretischmit Hilfe der Finiten Elemente Methodeals auch experimentell untersucht. DieKerbdetails wurden im Vorfeld zu-

7sammen mit der Bundesanstalt fürWasserbau, Karlsruhe (BAW) festgelegtum die Anwendungsorientierungdes Versuchsprogramms sicher zustellen.In dem Forschungsvorhaben wurdenWöhlerlinien aufgestellt und ein Vorschlagzur Klassifizierung der untersuchtenDetails entsprechend demKerbklassenkonzept der DIN EN1993-1-9 vorgenommen. Weiterhin wurdendie Versuchsergebnisse auf andereAbmessungsverhältnisse durch Einsatzvon FEM Parameterstudien übertragen.Zusätzlich wurde das SCF-Konzept für die praktische Anwendungim Stahlwasserbau beurteilt.Das Forschungsvorhaben wurde ander Versuchsanstalt für Stahl, Holz undSteine, Universität Karlsruhe, durchgeführt.Eine finanzielle Förderungerfolgte durch die Stiftung Stahlanwendungsforschung,Essen.Der Forschungsbericht umfasst 156Seiten und enthält 129 Abbildungen/Tabellen. Schutzgebühr: € 25,50 inkl.MWSt. zzgl. Versandkosten, ISBN 3-937567-49-6.Laser-MSG-Hybridschweißen von innovativen Stahlwerkstoffen(P 613)Ziel des Forschungsvorhabens war es,mit dem Laser-MSG-Hybridverfahrendem Kran-, Fahrzeug- und Anlagenbauein Werkzeug in die Hand zu geben,mit dem hochfeste Feinkornbaustählewirtschaftlich und sicher geschweißtwerden können. Dazu wurden zusammenmit dem Prozess für dieseStähle geeignete Schweißzusätze unddie dazugehörigen Temperaturzyklenqualifiziert.Interessant ist das Verfahren besondersfür den erst seit kurzem in derErprobung befindlichen StahlS1300QL, welcher hinsichtlich Festigkeitdie gegenwärtige Obergrenze derwasservergüteten, schweißgeeignetenFeinkornbaustähle darstellt. SeineEignung für das Hybridschweißenkonnte in diesem Projekt erstmalsnachgewiesen werden.Bei dem einzigen untersuchten Vertreterder thermomechanisch gewalztenStähle, dem Stahl S700MC(1.8974), wurden zusammen mit einemSchweißdraht vom MoNi-Typ Verbindungenerzeugt, die den Anforderungenhinsichtlich Festigkeit undZähigkeit genügten. Im Zugversuch tratder Bruch im Schweißgut auf, da dieHärte des Schweißgutes niedriger lagals die des Grundwerkstoffes.Die wasservergüteten FeinkornbaustähleS690QL (1.8928) und S960QL(1.8933) erwiesen sich hinsichtlich desVerhaltens der Schweißverbindung alsvergleichbar. Da die Härte von Wärmeeinflusszoneund Schweißgut deutlichüber dem Niveau des Grundwerkstoffeslag, erfolgte der Bruch im nichtbeeinflussten Blech. Ein „Härtesack“ inder Wärmeeinflusszone konnte sowohlbei extrem kurzen als auch bei längerenAbkühlzeiten nicht beobachtetwerden. Die in den Lieferbedingungengeforderten Werte für die Kerbschlagarbeitwurden auch bei niedrigen Temperaturenbis -40 °C eingehalten.Es konnte nachgewiesen werden, dassdas Laser-MSG-Hybridschweißen fürdas Schweißen von hochfesten Feinkornbaustählenim Blechdickenbereichzwischen 5 und 7 mm für den Fahrzeug-und Kranbau mit Nennstreckgrenzenvon 690 MPa bis zu 1300MPa geeignet ist. Die für das MAG-Schweißen entwickelten Massiv- undMetallpulverdrähte können dabei ohneProbleme mit dem Laser-Hybridschweißprozess verarbeitetwerden.Das Forschungsvorhaben (AiF-Nr.14114 N) wurde vom Laser ZentrumHannover e.V., Hannover, und der

8Schweißtechnischen Lehr- und VersuchsanstaltHannover Niederlassungder GSI GmbH, Hannover, durchgeführt.Eine finanzielle Förderungerfolgte durch die Arbeitsgemeinschaftindustrieller Forschungsvereinigungen„Otto von Guericke“ e. V. (AiF), Köln,aus Mitteln des Bundesministeriumsfür Wirtschaft und Technologie(BMWi), Berlin.Der Forschungsbericht umfasst 128Seiten und enthält 87Abbildungen/Tabellen. Schutzgebühr:€ 25,50 inkl. MWSt. zzgl.Versandkosten, ISBN 3-937567-44-5.Tragfähigkeit von Ankerplatten mit Kopfbolzendübeln instabförmigen Bauteilen (P 722)Ankerplatten mit aufgeschweißtenKopfbolzendübeln in schmalen Betonbauteilenwie z. B. Fundamenten oderStützen werden nach heutigem Standmit Hilfe von bautechnischen Zulassungenbemessen. Hierbei gilt einsehr konservatives Berechnungsverfahren,das den Einfluss der vorhandenenBü-gelbewehrung auf dieTragfähigkeit der Ankerplatten nur unzureichenderfasst.Aufbauend auf den Forschungsergebnisseneines früheren DASt/AiF-Forschungsvorhabenszu Ankerplatten inwandartigen Bauteilen wurden imRahmen des Forschungsprojekts Anschlüssemit steifen Fußplatten undAnkerplatten mit angeschweißtenKopfbolzendübeln in stützenartigenBetonkörpern unter Berücksichtigungvorhandener Bügelbewehrung untersucht,um ein einfaches und wirtschaftlichesBemessungsmodell auf Basisder Komponentenmethode für dieseAnschlüsse zu ermitteln.Ein Versuchsprogramm mit 19 Versuchenwurde durchgeführt, um dasTragverhalten der Anschlüsse zu untersuchen.Hierbei wurden die ParameterBetongüte, Bügelbewehrung undRandabstand der Kopfbolzendübel variiert.Die Parameter wurden so gewählt,dass sie einzuhaltenden Minimalanforderungenentsprechen.Mit Hilfe eines numerischen Modells,das an den durchgeführten Versuchenverifiziert wurde, konnten weitere FEM-Analysen zum Tragverhalten der einbetoniertenAnkerplatten bzw. zumTragverhalten des Betons und der vorhandenenBewehrung durchgeführtwerden. Die hierbei gewonnenen Erkenntnissedienten als Grundlage fürdie Entwicklung des mechanischenModells.Ausgehend von einem ersten Komponentenmodellfür Ankerplatten ohneRandabstände konnte das Modell fürAnkerplatten in randnaher Lage unterBerücksichtigung der Berechnungsansätzeder Befestigungstechnikweiterentwickelt werden. Die typischenVersagensarten der Kopfbolzendübelin randnaher Lage werden hierbeidurch einzelne Komponenten berücksichtigt.Das Tragverhalten der Ankerplattenwird durch das vorgeschlagene Modellgut wiedergegeben und bleibt insgesamtauf der sicheren Seite. EineWeiterentwicklung des Modells undAnpassung an zukünftige ForschungsundNormungsergebnisse ist möglichdurch den modularen Aufbau derKomponentenmethode. So kann dasModell für weitere Befestigungselementewie Hinterschnittanker oderchemische Befestigungssysteme undandere Einbausituationen durch denAustausch einzelner Komponentenbzw. das Einfügen neuer Komponentenangepasst werden.Gegenüber bestehenden Berechnungsmöglichkeitenwurde einwirtschaftliches Bemessungsmodell fürdie Ankerplatten im untersuchten Para-

9meterbereich erstellt. Durch dieMöglichkeit der Berücksichtigung vorhandenerBewehrung zur Rückverankerungvon Kopfbolzendübel auch inrandnaher Lage kann eine realistischeBerechnung durchgeführt werden undeine sehr vorteilhafte und wirtschaftlicheAusbildung der Anschlüsseerfolgen.Das Forschungsvorhaben wurde amInstitut für Konstruktion und Entwurf,Universität Stuttgart, durchgeführt. Einefinanzielle Förderung erfolgte durchdie Stiftung Stahlanwendungsforschung,Essen.Der Forschungsbericht umfasst 116Seiten und enthält104 Abbildungen/Tabellen.Schutzgebühr: €25,50 inkl. MWSt. zzgl. Versandkosten,ISBN 3-937567-51-8.Aus der Arbeit des Deutschen Instituts für Bautechnik DIBt, BerlinÜberprüfung der Anwendbarkeit von alternativen Ansätzen nachEurocode 1 Teil 1-2 zur Festlegung von Brandschutzanforderungenbei GebäudenDas Forschungsvorhaben untersuchtdie in EN 1991-1-2 (Eurocode 1 Teil 1-2) in Verbindung mit den informativenAnhängen A bis G geregelten bzw. beschriebenenalternativen Ansätze zurFestlegung der Brandwirkungen imRahmen der brandschutztechnischenBemessung von Bauteilen und Tragwerken.Hierbei wird jeweils ein kurzerÜberblick über das geregelte Verfahrenund ggf. den genannten Anwendungsbereichvorangestellt. Anschließendwerden die Grundlagen des jeweiligenVerfahrens dargestellt undkommentiert. An typischen Beispielenaus dem vorgesehenen Anwendungsbereichwerden schließlich die Auswirkungendes alternativen Ansatzesfür die Brandwirkungen auf die brandschutztechnischeBemessung aufgezeigtund anhand der bisherigenPraxis in Deutschland bewertet. Nurunter der Voraussetzung, dass dasbisherige Sicherheitsniveau im Brandschutznicht grundsätzlich verändertwird, können die informativen Anhängezur Anwendung in Deutschland freigegebenwerden.Die parametrischen Temperaturzeitkurvenin Eurocode 1 Teil 1-2, AnhangA (Parameterkurven) wurden empirischentwickelt und haben keinen Bezug zudem im informativen Anhang E definiertenBemessungsbrand (s. u.). DieseLastannahme ist daher für die Anwendungin Deutschland ungeeignet.Stattdessen wird ein vereinfachtesBrandmodell vorgeschlagen, das vomBrandszenario über den Bemessungsbrandbis zum Temperaturzeitverlaufkonsistent formuliert ist und mit relativgeringem Aufwand (Tabellenkalkulation)angewendet werden kann.Der Anhang B (Außenliegende Bauteile)und der Anhang C (LokaleBrände) sind durch Vergleiche mit Versuchsergebnissenbzw. Feldmodell-Rechnungen bestätigt worden. Somitsteht einer Anwendung in Deutschlandnichts entgegen.Erweiterte (allgemeine) Brandmodellegemäß Anhang D werden in deutschenIngenieurbüros bei Brandschutzgutachtenund Brandschutzkonzepten seitlangem angewendet und sind internationalanerkannt. Bei ausreichendenKenntnissen der Benutzer bezüglichder jeweiligen Grundlagen bestehengegen die Anwendung auch in Zukunftkeine Bedenken.Die im Anhang E angegebenen grundlegendenAnnahmen zum Be-

10messungsbrand entsprechen dem internationalenStand der Technik, sodass gegen Ihre Anwendung inDeutschland prinzipiell keine Bedenkenbestehen. Das dort ebenfallsvorgeschlagene Sicherheitskonzept miteiner Vielzahl von Einzelfaktoren, diebeliebig kombinierbar sind, ist von denGrundlagen her zweifelhaft und inkonsistentund soll für Deutschlandaußer Kraft gesetzt werden. Hierfür istein alternatives Sicherheitskonzept erforderlich,wie es im Entwurf des vfdb-Leitfadens „Ingenieurmethoden desBrandschutzes“ beschrieben, jedochnoch nicht für alle Anwendungsbereicheausgearbeitet ist. Hier bestehtdringender Forschungsbedarf.Der Anhang F (Äquivalente Branddauer)beschreibt ein Verfahren, dasim Prinzip der DIN 18230-1 für den Industriebauentspricht, aber für andereAnwendungsbereiche verallgemeinertwurde. Da die Regelungen teilweisevon DIN 18203-1 abweichen und dieÜbertragbarkeit auf andere Anwendungsbereicheals den Industriebaunicht nachgewiesen ist, soll derAnhang F für Deutschland außer Kraftgesetzt werden.Das Verfahren zur Bestimmung desKonfigurationsfaktors (Anhang G) beruhtauf physikalisch richtigen Grundsätzen.Einer Anwendung in speziellenFällen steht nichts entgegen.Die Schlussfolgerungen aus der Überprüfungder alternativen Ansätze zurFestlegung der Brandeinwirkungen imEurocode 1 Teil 1-2 und seinen informativenAnhängen werden in der Arbeitsgruppe„Brandschutzbemessungsnormen“der Fachkommission Bautechnikberaten und dienen als Grundlagefür die Erarbeitung des NationalenAnhangs zur DIN EN 1991-1-2.Das Forschungsvorhaben wurdedurchgeführt durch die TU Braunschweig,Institut für Baustoffe, Massivbauund Brandschutz –iBMB-, AmtlicheMaterialprüfanstalt für das Bauwesen –MPA -.Der Forschungsbericht umfasst 102Seiten und ist zum Preis von € 29,50unter der Best.-Nr. T 3108, über denFraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, zubeziehen.Zuordnung von Verwaltungsgebieten zu den Erdbebenzonen undgeologischen Untergrundklassen der Neufassung von DIN 1419„Bauten in deutschen Erdbebengebieten – Lastannahmen, Bemessungund Ausführung üblicher Hochbauten“ (Teil 1), Erstellungvon Erdbebekarten für verschiedene Bundesländer der BundesrepublikDeutschland (Teil2)Im Auftrag des Deutschen Instituts fürBautechnik (DIBt) hat das RegierungspräsidiumFreiburg, Abteilung 9: Landesamtfür Geologie, Rohstoffe undBergbau (LGRB) für alle von Erdbebenzonenbetroffenen BundesländerKarten und Tabellen erstellt mit derZuordnung von Erdbebenzonen (E-ZON) und geologischen Untergrundklassen(GUK) zu amtlichen Verwaltungseinheiten.Als maßgebliche Verwaltungseinheitenfür die Zuordnung wurden Gemarkungenverwendet, deren amtlichenGrenzen von den Vermessungsämternder jeweiligen Bundesländerbezogen wurden. Da Gemeindenim Regelfall in mehrere Gemarkungenunterteilt sind, ergibt sichmit diesem Vorgehen eine wesentlichgenauere Zuordnung, als bei einer Betrachtungauf Gemeindeebene.

11In Großstädten sind die Gemarkungenals Unterteilung meist noch zu grob, dadie hierin betroffene Bevölkerungszahloft um ein vielfaches höher ist in Relationzu Gemarkungen im ländlichenRaum. Anstelle der Gemarkungenwurde daher in betroffenen Großstädtenmit mehr als 200.000 Einwohnerndie nächst genauere amtlicheVerwaltungseinheit in Form von Stadtteilenbzw. Stadtbezirken verwendet.Die Zuordnung von EZON und GUK fürdie Neufassung der DIN 4149:2005"Bauten in deutschen Erdbebengebieten- Lastannahmen, Bemessungund Ausführung üblicher Hochbauten",die bislang lediglich Übersichtskartenvon Deutschland enthält, soll aufeinem einheitlichen Verfahren beruhen.Es wurde daher für alle Bundesländerdas gleiche Zuordnungsverfahrenverwendet, wie bei der vomLGRB bereits für Baden-Württembergerstellten „Karte der Erdbebenzonenund geologischen Untergrundklassenfür Baden-Württemberg 1 : 350 000“(2005, Hrsg. Innenministerium Baden-Württem-berg).Jeder Gemarkung wurde genau eineErdbebenzone (EZON) 0, 1, 2 oder 3und eine geologische Untergrundklasse(GUK) R, T oder S zugeordnet.Für Gemarkungen, die nicht von einerEZON- oder GUK-Grenzlinie geschnittenwerden, ergeben sich durchden Einsatz eines GeographischenInformationssystems eindeutige Zuordnungen.Bei Gemarkungen, die von einer E-ZON- oder GUK-Grenzlinie geschnittenwerden, ergeben sich Grenzfälle, dieanhand der Digitalen TopographischenKarte 1:50 000 eingestuft und zugeordnetwurden. Hauptkriterium istdabei die Größe und Lage derSiedlungsfläche. Ausschlaggebend fürdie Zuordnung ist der Teil der Gemarkung,in der eine signifikantgrößere Gebäudeanzahl vorliegt. Alssignifikant gelten Verhältnisse vonmindestens 60 % zu 40 %. Wenigereindeutige Fälle im Bereich 50% zu50% wurden zur „sicheren Seite“ zugeordnet,also der Seite, die zu höherenLast-Bemessungswerten nach DIN-4149:2005 führt.Als Ergebnis der Zuordnung wurdenKarten und Tabellen erstellt. Diese Zuordnungdient als Vorschlag für dieBundesländer zur bauaufsichtlichenUmsetzung der Neufassung von DIN4149:2005.Die CD-ROM ist unter der Best.-Nr. T3103/1-T 3103/8 , über den FraunhoferIRB Verlag, Stuttgart, zu beziehenDASt wird 100 JahreDer Deutsche Ausschuß für Stahlbau DASt wurde am 11.1.1908 in Berlin als„Ausschuß für Versuche im Eisenbau“ gegründet. Der Deutsche Ausschuß fürStahlbau hat sich zwischenzeitlich zur technisch wissenschaftlichen Organisationder Deutschen Stahlbau-Industrie entwickelt. Er ist paritätisch besetzt undseine Aufgaben liegen in der Förderung des technischen Fortschrittes für denStahlbau durch Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet des Stahlbaus undder Stahlbauanwendungen. Am 10. und 11. April 2008 findet anlässlich diesesJubiläums ein Festkolloquium im Stahlzentrum, Sohnstr. 65, 40237 Düsseldorf,statt. Mit einem festlichem Abendessen am 10. April 2008 im Industrie-Club inDüsseldorf wird das Jubiläum feierlich begangen. Der Deutsche Ausschuß fürStahlbau lädt hierzu alle Interessierten recht herzlich ein. Genaue Einzelheitenwerden ab Anfang 2008 bekanntgegeben. Siehe hierzu auchwww.deutscherstahlbau.de unter DASt/Aktuelles.Um frühzeitige Anmeldung wird gebeten.