KLUEDO | Fachbereich Bauingenieurwesen

Zuverlässigkeitskonzept für bestehende Tragwerke im Wasserbau (2016)

Florian Stauder

Die Bewertung bestehender Bauteile unterscheidet sich grundsätzlich von der Bemessung neu zu erstellender Bauteile, da im Gegensatz zur Neubausituation bemessungsrelevante Parameter am Bestandstragwerk ermittelt werden können. Trotzdem müssen baustatische Nachweise in beiden Fällen auf Basis der aktuellen technischen Baubestimmungen geführt werden, deren Sicherheits- und Nachweiskonzept zur Erstellung von Neubauten konzipiert wurde und berücksichtigt, dass die tatsächlichen Bauteilkennwerte zum Zeitpunkt der Bemessung mit Unsicherheiten behaftet sind. Bestehende Tragwerke können und müssen in vielen Fällen die darin enthaltenen Anforderungen nicht erfüllen, da im Vergleich zur Neubausituation eine Vielzahl von Tragwerksinformationen vorliegen, die eine Absenkung der im Zuverlässigkeitskonzept enthaltenen Unsicherheitsfaktoren begründen. Aus diesem Grund wird innerhalb der vorliegenden Arbeit ein zur Bewertung bestehender Wasserbauwerke angepasstes, semiprobabilistisches Nachweiskonzept erarbeitet, das auf den wahrscheinlichkeitstheoretischen Festlegungen des Eurocode beruht. Im Vergleich zum aktuellen Nachweiskonzept zeichnet es sich durch die Berücksichtigung von im Rahmen einer qualifizierten Bestandsaufnahme am Tragwerk festgestellten Bauteilkennwerten und Einwirkungen sowie angepassten Zuverlässigkeitselementen aus. Innerhalb einer probabilistischen Querschnittsanalyse werden weiterhin die zur Zuverlässigkeitsbewertung bestehender Wasserbauwerke aus Beton maßgebenden Basisvariablen identifiziert und es wird nachgewiesen, dass auch die Zuverlässigkeitselemente des modifizierten Nachweiskonzeptes dem Format nach den wahrscheinlichkeitstheoretischen Festlegungen des Eurocodes entsprechen. Darüber hinaus wird gezeigt, dass die Konstruktionsweise zur Errichtung von unbewehrten Gewichtsstützwänden alter Schleusen zu einem Zuverlässigkeitsniveau führt, wie es aktuell auch innerhalb des Eurocodes gefordert wird.

Zur Auslegung von innovativen Betonkollektorelementen für solarthermische Parabolrinnenkraftwerke (2016)

Sören Müller

Kurzfassung Parabolrinnen stellen die wirtschaftlichste Form der solarthermischen Kraftwerke mit Solarstrahlenkonzentration dar. Die Kollektorelemente sind der entscheidende Faktor für die Wirtschaftlichkeit des gesamten Parabolrinnenkraftwerks. Stand der Technik ist es, die Kollektoren als räumliche Stahlfachwerke mit punktförmig gestützten Spiegeln auszuführen. Zu diesem Konstruktionsprinzip sind Alternativen möglich. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Machbarkeit einer wirtschaftlichen Konstruktionsvariante für die Ausführung der Parabolrinnen unter Verwendung des Werkstoffs Beton untersucht. Die dabei erörterten Fragestellungen umfassen ein breites Spektrum. Ein Schwerpunkt liegt auf der Konzeptionierung einer geeigneten Betonrezeptur und den damit verbundenen betontechnologischen Herausforderungen. Diese waren stets unter dem Gesichtspunkt einer schnellen Festigkeitsentwicklung zu betrachten. Des Weiteren konnte ein Großdemonstrator konzeptionell und baulich realisiert werden, durch welchen die Bauweise eines Parabolrinnenkollektorelements aus hochfestem Beton vor Augen geführt wird. Diesem sind zwei Innovationen immanent: Zum einen die Verwendung des Werkstoffs Beton, zum anderen sein neuartiges Auflagerungskonzept. Der fertiggestellte Großdemonstrator wurde in einer Genauigkeitsanalyse mittels optischer Messverfahren hinsichtlich seines Interceptfaktors, eine Kenngröße, von welcher der Systemwirkungsgrad abhängt, beurteilt. Ein weiterer betrachteter Aspekt ist die Maßhaltigkeit und Formstabilität von Beton, da durch Abweichungen von ihrer Sollgeometrie der Interceptfaktor einer Parabolrinne reduziert wird. Anhand von numerischen Untersuchungen wurden die unter realitätsnahen Bedingungen an einem geeigneten Standort auftretenden Verformungen für den Großdemonstrator analysiert und in Form einer rechnerischen Wirksamkeitsbeurteilung interpretiert. Abstract Parabolic troughs are the most economic type of solarthermal power plants working by concentrating solar power. The collector elements are the most influencing factor concerning the cost effectiveness of the whole power plant. State of the art is to construct the collectors as spatial steel truss systems with point-wise supported mirrors. Alternatives to this construction principle exist. In the thesis at hand the feasibility of an economic way of constructing of an economic execution of the parabolic troughs while using concrete as construction material was analyzed. The spectrum of the discussed questions is large. One focus was put on the conception of a suitable concrete and the connected challenges concerning the concrete technology. These were always to be considered under the aspect of a fast development of the strength. Furthermore, a full-size demonstrator was planned and built, which shows the construction method of a parabolic trough collector element using high-strength concrete. Two innovations are immanent: On the one hand, the use of the construction material concrete, on the other hand its novel supporting concept. The completed full-size demonstrator was evaluated regarding its intercept factor (a parameter by which the efficiency factor of the system is influenced) by using a precision analysis using optical measurement methods. Another examined aspect is the dimensional accuracy and stability of concrete because by deviations from the target geometry the intercept factor of a parabolic trough is reduced. By means of numerical methods the deflections, which result under realistic conditions at a suitable location, were analyzed and in due form of a mathematical effectiveness assessment interpreted.

Bemessung von zugbeanspruchten kombinierten Übergreifungsstößen aus Glatt- und Rippenstählen beim Bauen im Bestand (2016)

Uwe Angnes

Beim Bauen im Bestand werden häufig neue Stahlbetonbauteile kraftschlüssig an bestehende Tragstrukturen angeschlossen. Dies wird bei Ortbetonbauteilen günstig mit dem Übergreifungsstoß realisiert. Bis Ende der 1950-er Jahre wurden im Stahlbetonbau überwiegend glatte Betonstähle verwendet, bevor sie mit einer Übergangszeit bis Ende der 1970-er Jahre von den heute eingesetzten gerippten Betonstählen abgelöst wurden. Im Gegensatz zu den seit 1925 genormten Übergreifungsstößen mit Betonstählen gleicher Art und Güte sind kombinierte Übergreifungsstöße von Glatt- und Rippenstählen jedoch bis heute nicht geregelt. Zur Beseitigung dieses Defizits wurden im Rahmen dieser Arbeit differenzierte Bewehrungsregeln hergeleitet, die wissenschaftlich abgesicherte und gleichzeitig wirtschaftliche Lösungen für kombinierte Übergreifungsstöße ermöglichen, denn unter Einbeziehung des Rückbaus bestehender Altbetonsubstanz verlangt eine ökonomische Bauweise für Übergreifungsstöße von freigelegten historischen Glattstählen mit aktuell verwendeten Rippenstählen nach Vollstößen mit kleinstmöglichen Übergreifungslängen. Dabei sind die Anforderungen nach heute gültigem Regelwerk an die Zuverlässigkeit gegen Versagen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) und die Sicherstellung der vorgegebenen Nutzung durch Begrenzung der Rissbreiten im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) zu beachten. Für verschiedene kombinierte Übergreifungsstöße von mit Endhaken versehenen glatten Betonstählen BStI und gerippten Betonstählen B500 mit geraden Stabenden oder Endhaken wurden die erforderlichen Übergreifungslängen anhand systematisch aufgebauter Versuchsreihen empirisch ermittelt. Dabei wurde ein grundlegendes Verständnis für die Tragwirkung kombinierter Übergreifungsstöße gewonnen und ein allgemeingültiges Lastübertragungsmodell erarbeitet. Zur Bemessung kombinierter Übergreifungsstöße wurde weiter ein Ingenieurmodell abgeleitet, welches die Tragwirkung derartiger Stöße zuverlässig beschreibt und die experimentell ermittelten Übergreifungslängen bestätigt. Dabei wurde unter Berücksichtigung der für den Verbund maßgebenden Betonzugfestigkeit, der Stahlspannungen und den Stabdurchmessern auf Basis statistischer Methoden ein Bemessungsdiagramm für die erforderliche Übergreifungslänge bestimmter Stoßkombinationen erarbeitet und eine ergänzende FE-Modellierung durchgeführt. Darauf aufbauend werden allgemeingültige Gleichungen zur Ermittlung der Bemessungswerte der Übergreifungslängen kombinierter Übergreifungsstöße mit Glattstahl BStI und Rippenstahl B500 angegeben und Konstruktionsregeln für in der Praxis regelmäßig vorkommende Kombinationen von Stabdurchmessern, Betongüten und Verbundbedingungen erarbeitet, die für Kombi-Stöße gleichwertig zu den Regeln des EC2 für den Neubaufall angewendet werden können.

Möglichkeiten zur Steigerung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierter Leitungsführung (2016)

Christian Keil

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Möglichkeiten zur Steigerung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Leitungen untersucht. Hierbei wurde der Einfluss auf die Tragfähigkeit von Wendeln um die Leitungen herum, der Einfluss von Gitterträgern in Elementdecken mit Leitungen, Gitterträger neben Leitungen als örtliche Zulagebewehrung und Unterstützungskörbe über Leitungen untersucht. Zudem wurden Versuche mit lokaler Verbundstörung der Biegebewehrung zur Vermeidung eines Biegeschubrisses im Bereich der Leitungen durchgeführt. Die Wendel wird aus Betonstahl gebogen und mit handelsüblichen Betonabstandhaltern an der Leitung fixiert. Die Betondeckung zur Leitung soll sowohl die Kraftübertragung, als auch den Korrosionsschutz sicherstellen. In insgesamt 70 Bauteilversuchen wurden verschiedene Parameter variiert. Hierzu zählen der Leitungsdurchmesser, die Anzahl der Windungen der Wendel, der Stabdurchmesser der Wendel sowie die Lage der Öffnung im Bauteil. Mit relativ geringen Bewehrungsmengen konnte die Tragfähigkeit des ungeschwächten, unbewehrten Vollquerschnitts erreicht werden. Die Ergebnisse der Versuche führten abschließend zu einem an den Querkraftnachweis des Eurocode 2 angelehnten Bemessungsvorschlag, der die verschiedenen Einflussparameter der Wendel berücksichtigt. Zur Untersuchung des Tragverhaltens von Elementdecken mit Gitterträgern und integrierten Leitungen in der Ortbetonergänzung wurde in 31 Versuchen der Querkraftbewehrungsgrad variiert. Der Öffnungsdurchmesser betrug dabei maximal 80 mm. Größere Leitungen können ohne Beschädigung der Diagonalen der Gitterträger nicht verbaut werden. Hierbei konnte eine Reduktion der Querkrafttragfähigkeit bezogen auf den ungeschwächten Querschnitt mit Gitterträgern festgestellt werden. Diese Reduktion wird in einem Bemessungskonzept durch Abminderung des Betontraganteils berücksichtigt. Ab einer Querkraft-bewehrungsmenge von ca. 11 cm²/m² konnte die Querkrafttragfähigkeit des unbewehrten Vollquerschnitts erreicht werden. Diese Bewehrungsmenge entspricht in etwa dem Mindestquerkraftbewehrungsgrad nach Eurocode 2. Des Weiteren wurden Versuche an Elementdecken mit Gitterträgern neben bzw. Unterstützungskörben über Leitungen durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurde sowohl der Fall des in das Fertigteil einbetonierten Bewehrungselements als auch der Fall des nachträglich auf die Fertigteilplatte aufgestellten Bewehrungselements untersucht. Die Versuchsergebnisse führten zu einem Bemessungsansatz, welcher an das Bemessungskonzept des Eurocode 2 anschließt. Durch zusätzliche Faktoren in Abhängigkeit des Bewehrungselements, Bewehrungsgrades und des Leitungs-durchmessers kann die Querkrafttragfähigkeit solcher Decken bemessen werden. Eine lokale Verbundstörung der Biegebewehrung unterhalb der Öffnungen führt zu einer deutlich erhöhten Traglast. Ein Biegeschubversagen konnte in diesem Fall nicht herbeigeführt werden. Diese Versuche führen zwar zu keiner praxistauglichen Verstärkungsmethode, veranschaulichen aber sehr gut das Querkrafttragverhalten von Stahlbetondecken.

Konvektiver Feuchtetransport durch Leckagen in Holzleichtbaukonstruktionen mit permeablen Dämmstoffen (2015)

Jens Schmidt

Holzleichtbaukonstruktionen weisen eine besondere Anfälligkeit für Perforationen der raumseitigen Schichten auf. Diese können bei Verwendung permeabler Dämmstoffe und einem regelkonformen, luftdurchlässigen Aufbau der nach außen anschließenden Schichten zu Leckageströmen führen. Die vorliegende Arbeit behandelt den konvektiven Feuchteeintrag durch Einzelleckagen im Gefach von Holzleichbaukonstruktionen infolge derartiger Leckageströme. Das Potential der Durchströmung von Leckagen wird durch die anliegende Druckdifferenz zwischen Innenraum und Umgebung bestimmt. Im ersten Teil der Arbeit werden daher die über 5 Heizperioden, an verschiedenen Gebäuden, in unterschiedlichen Regionen Deutschlands durchgeführten Differenzdruckuntersuchungen analysiert und bewertet. Es wird gezeigt, dass die Häufigkeiten der anliegenden Druckdifferenzen schiefsymmetrisch verteilt ist. Sowohl der Auftrieb als auch die Windanströmung beeinflussen die Druckdifferenz an der Gebäudehülle. Die Richtung der Windanströmung auf die Gebäudehülle, die regionale Lage, der Umbauungsgrad, die Luftdichtigkeit des Gesamtgebäudes und die Leckageverteilung in diesem sind zudem einflussnehmend. Im zweiten Teil wird das mittels eines patentierten Messsystems und -verfahrens untersuchte Durchströmungsverhalten von Einzelleckagen in Holzleichtbaukonstruktionen dargestellt. Die Analysen zeigen, dass der Volumenstrom und Ausflussfaktor durch raumseitige Schichten u. a. von der Form, Randbeschaffenheit und Größe der Leckage beeinflusst werden. Weiterhin wird nachgewiesen, dass die Eigenschaften der Perforation(en) in den von der Dämmung nach außen angeordneten Schichten eine untergeordnete Rolle spielen. Außerdem wird verdeutlicht, dass sich der Luftstrom nach der raumseitigen Leckage konisch im mineralischen Faserdämmstoff öffnet. Dieses Ausbreitungsverhalten, kann mittels dem kleinsten durchströmbaren Dämmstoffvolumen berechnet werden. Eine entscheidende Einflussgröße dafür ist die Permeabilität des Dämmstoffs unter realistischen Druckdifferenzen. Das entwickelte praxisnahe, analytische Berechnungsmodell zum konvektiven Feuchteeintrag stellt den abschließenden Teil der Arbeit dar. Der Volumenstrom durch eine Leckage im Gefach einer Holzleichtbaukonstruktion kann anhand dieses Modells mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von ±12 % berechnet werden. Mittels eines quasi-stationären Berechnungsverfahrens wird anschließend die hygrische Hüllflächeninfiltration durch eine Einzelleckage, für eine Heizperiode, unter realistisch an einer Gebäudehüllfläche anliegenden Druckdifferenzen berechnet. Die Plausibilität der Ergebnisse wird an einem untersuchten Schadensfall nachgewiesen. Mit den Berechnungsergebnissen ist eine Bewertung des Schadenspotentials durch konvektiven Feuchteeintrag möglich.

Sandwichelemente mit Deckschichten aus Hochleistungsbeton und einem Kern aus extrudiertem Polystyrol (2015)

Frank Müller

Sandwichelemente vereinen aufgrund des gezielten Einsatzes verschiedener Materialien und deren schichtartigen Aufbaus sehr gute Dämmeigenschaften und ein geringes Eigengewicht mit hoher Tragfähigkeit und Biegesteifigkeit. Sie werden daher seit Beginn der 1960er-Jahre sowohl im Metallleichtbau als auch im Stahlbetonmassivbau vielfältig eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Sandwichelemente mit Deckschichten aus einem mikro- oder auch textilbewehrtem Hochleistungsbeton und einem Kern aus extrudiertem Polystyrol-Hartschaum umfangreich experimentell und rechnerisch untersucht. Ziel war es, den Verbund zwischen dem Kern und den Deckschichten ohne mechanische Verbundmittel, sondern rein über die Adhäsion des profilierten Dämmkerns und den Deckschichten zu erzielen. Das Sandwichtragverhalten wurde durch eine Vielzahl von Biege- und Scherversuchen experimentell untersucht. Die Dauerhaftigkeit des Verbunds zwischen dem Kern und den Deckschichten wurde durch eine Frost-Tau-Wechselbeanspruchung der Scherprobekörper sowie durch eine zyklische Ermüdungsbeanspruchung der Biegeprobekörper bestimmt. Anhand der Versuchsergebnisse konnte gezeigt werden, dass die Sandwichelemente bei der Verwendung als Wand- oder Dachelement den praxisüblichen Beanspruchungen standhalten und nicht vorzeitig versagen. Das Tragverhalten wurde weiterhin in Bauteilversuchen an großformatigen Sandwichelementen überprüft. Hierzu wurden in einem eigens konstruierten Unterdruckprüfstand zweifeldrig gelagerte Sandwichelemente einer realitätsnahen Beanspruchung durch eine Flächenlast ausgesetzt. Die Materialeigenschaften, die anhand der Scherversuche sowie an Dehnkörperversuchen am bewehrtem Beton ermittelt wurden, dienten zudem als Eingangsparameter zur rechnerischen Untersuchung der Sandwichelemente mit der FE-Software ANSYS. Auf Grundlage der Modellierungen konnten die Versuchsergebnisse interpretiert und das Tragverhalten in Parameterstudien vertiefend analysiert werden. Darüber hinaus wurden auch die Einwirkungen aus einer Temperatur- und Schwindbeanspruchung der Elemente ermittelt. Über Ingenieurmodelle auf Grundlage der Sandwichtheorie konnte bisher der Einfluss der Rissbildung in den Betondeckschichten nur überschlägig und gemittelt über die Länge der Elemente berücksichtigt werden. Aus diesem Grund wurde ein bestehendes Programm zur Ermittlung der Sandwichschnittgrößen um einen Ansatz zur Berücksichtigung der Steifigkeitsreduzierung infolge der Rissbildung umfangreich erweitert. Mit dem neuen Programm swe2+ können nun erstmalig die Schnittgrößen und Verformungen von Sandwichelementen mit gerissenen Betondeckschichten zielsicher und diskret über die Länge eines Sandwichelements ermittelt werden. Durch Beispielrechnungen wurde gezeigt, dass die Umlagerung der Schnittgrößen infolge der Rissbildung in den Deckschichten zu ungünstigeren Beanspruchungen führen kann und diese Umlagerungen bei der Bemessung der Elemente entsprechend zu berücksichtigen sind. Die Bemessung der hier untersuchten Sandwichelemente kann in Anlehnung an die Norm DIN EN 14509 zur Bemessung von Sandwichelementen mit metallischen Deckschichten durchgeführt werden. Durch die Nachrechnungen der Biegeversuche wurde gezeigt, dass auf diese Weise die Elemente mit ausreichender Sicherheit und sehr guter Übereinstimmung bemessen werden können. Dies wird abschließend in zwei Bemessungsbeispielen an einem Wand- sowie einem Dachelement demonstriert.

Erfassung und Bewertung der Arbeit von Verkehrsverbünden - Entwicklung eines Instruments zur Erfassung und Bewertung sowie zum Vergleich der Arbeit von Verkehrsverbundorganisationen (2015)

Oliver Dümmler

Verkehrsverbünde in Deutschland haben heute eine hohe Relevanz für die Gestaltung des ÖPNV. Aktuell bestehen bundesweit 58 Verbünde, die ca. 70% des Bundesgebietes abde-cken. Die Bandbreite der Verbünde ist dabei groß und reicht vom Landkreisverbund bis hin zur Abdeckung ganzer Bundesländer. Durch die Heterogenität der Verbundlandschaft ist festzuhalten, dass es DEN Verbundprototyp nicht gibt. Das Erfolgsmodell „Verkehrsver-bund“ hat jedoch auch negative Aspekte. Verbünde sind keine Instrumente zur Defizitbeseitigung. Die regelmäßig auszugleichenden Defizite werden durch die verschiedenen Institutionen der öffentlichen Hand getragen. Obwohl den Verbünden aus dem evidenten Umstand einer Mangelverwaltung ein Effizienzauftrag praktisch mit in die Wiege gelegt wird, ist bisher in der Verbundpraxis kein einheitliches Instrument vorzufinden, das das Handeln der Verbünde systematisch erfasst, eine Bewertung ermöglicht und ggf. einen Vergleich mit anderen Verbünden vornimmt. Ziel der Arbeit ist es daher, ein Instrument zur Erfassung, Bewertung und zum Vergleich der Arbeit von Verkehrsverbundorganisationen aufzustellen. Dazu lassen sich verschiedene Forschungsfragen formulieren: 1. Welches sind die Ziele und Aufgaben von Verbünden? 2. Wie können Ziele und Aufgaben von Verbünden erfasst und bewertet werden? 3. Wie ist ein Instrument zur einheitlichen Erfassung und Bewertung der Arbeit von Ver-kehrsverbundorganisationen auszugestalten? 4. Wie können Verkehrsverbünde verglichen werden? 5. Ist eine Verbundbewertung und ein Verbundvergleich in der Praxis anwendbar? Hinsichtlich der Ziele und Aufgaben von Verbundorganisationen zeigen die Untersuchungsergebnisse, dass in der Praxis keine klare Verwendung der Begriffe Oberziele, Ziele und Aufgaben erfolgt. Oberziele liegen oft weit außerhalb des Wirkungsbereichs von Verkehrsverbünden und können somit nicht von diesen beeinflusst werden. Der Züricher Verkehrsverbund (ZVV) hat daher den Begriff der „lenkbaren Größe“ eingeführt, der auch im Rahmen dieser Arbeit Verwendung findet. Die weiteren Untersuchungen zeigen, dass sich eine Bewertung nicht nur auf betriebswirt-schaftliche Kennzahlen stützen kann, da der jeweilige Handlungsauftrag einer Verkehrsver-bundorganisation, entgegen dem eines Wirtschaftsunternehmens, nicht nur an marktwirt-schaftlich orientierten Erfolgs- und Effizienzkriterien ausgerichtet ist, sondern auch nicht gewinnorientierte Aufgaben der öffentlichen Hand wie z.B. die Daseinsvorsorge einschließt. In einem folgenden Arbeitsschritt werden die Erkenntnisse aus den Voruntersuchungen im Rahmen der Aufstellung eines speziellen Instruments zur Erfassung und Bewertung der Verbundarbeit zusammengeführt. Dazu werden vier Kernthemen und vier erweiterte Themen der Verbundarbeit definiert, denen dann einzelne Aufgaben zugeordnet werden. Zu diesen Aufgaben werden Indikatoren und Messgrößen bestimmt. Ein komplexes und anspruchsvolles Bewertungsinstrument benötigt eine systematische Einführung und Anwendung. Eine wesentliche Unterstützung ist dabei eine Institutionalisierung. Die Untersuchung der verschiedenen Möglichkeiten einer Institutionalisierung für das hier entwickelte Bewertungsinstrument lassen den Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) als Branchenverband oder eine unabhängige, als Verein organisierte Institution in Frage kommen. Als erste Anwendungsstufe ist der entwickelte Bewertungsansatz als internes Controlling-Instrument einzusetzen. Damit kann eine Verkehrsverbundorganisation ihre internen Aufgaben und Prozesse erfassen und den Soll-Ist-Abgleich als Steuerungsinstrument für die Verbundarbeit verwenden. In einer zweiten Stufe ist über den einzelnen Verbund hinaus ein Benchmarking mit anderen Verbünden möglich. Hierbei sollte jedoch ein Vergleich innerhalb einer geeigneten (homogenen) Vergleichsgruppe stattfinden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine Systematik zur Einteilung von Verkehrsver-bünden entwickelt, um so geeignete homogene Vergleichsgruppen bilden zu können. Dazu werden die vier Merkmale Fläche, Einwohnerzahl, Anzahl der Verkehrsunternehmen und Anzahl der Aufgabenträger sowie die Organisationsform der Verbünde für eine Einteilung herangezogen. So lassen sich alle Verbünde in eine von neun gebildeten Eigenschaftsgruppen einteilen. Für die vorliegende Untersuchung werden aus den stärksten Gruppen typische Vertreter für eine weitere Untersuchung auswählt. Nach einer Rückkopplung mit ausgewählten Verbünden zeigte sich, dass die grundsätzliche Systematik des Bewertungsinstruments von allen Verbünden bestätigt wurde. Hinsichtlich der Anwendung als Controlling-Instrument haben die großen Verbünde oft eigene Systematiken aufgebaut, die nur schwer einem neuen hier entwickelten Instrument angepasst werden können. Bei kleinen Verbünden sind i.d.R. keine internen Bewertungsinstrumente im Einsatz, so dass die Voraussetzungen für eine Anwendung hier eher gegeben sind. Aufgrund ihrer oft sehr geringen (personellen) Ressourcen sehen sie sich jedoch mit der Einführung und Anwendung überfordert. Daher kommt einer unterstützenden Institutionalisierung für den zukünftigen Einsatz eine große Bedeutung zu. Im Rahmen der Arbeit wurden dazu Ansätze untersucht und Lösungen aufgezeigt. An der zweiten Anwendungsstufe in Form eines Benchmarking haben alle befragten Verbünde großes Interesse. Die großen Verbünde sehen hier weniger einen vollumfänglichen Vergleich, sondern eher ausgewählte punktuelle Vergleiche zu speziellen Themen - auch vor dem Hintergrund, dass es nach Einschätzung der Verbünde keine richtigen Vergleichsgruppen in ihrer Größenklasse gibt. Die kleinen Verbünde haben sowohl Interesse an einem vergleichenden Einsatz als auch an der Methodik zur Bildung von (homogenen) Vergleichsgruppen. Insgesamt empfiehlt sich eine intensivere Auseinandersetzung der Verbünde mit der Anwendung eines Bewertungsinstruments, da die Grundlagen eines internen und eines externen Vergleichs dicht zusammen liegen - eine interne Verwendung stellt eine wesentliche Vorstufe für einen externen Vergleich dar. Auch hier kann eine Institutionalisierung diese anstehende Auseinandersetzung positiv unterstützen. Die Arbeit zeigt, dass für die unterschiedlichen Verbundtypen ein flexibles Bewertungs-instrumentarium, sowohl inhaltlich als auch hinsichtlich der Anwendung, benötigt wird. Die mit dieser Arbeit entwickelten Grundlagen und Instrumente zur Erfassung, Bewertung und Einteilung von Verkehrsverbünden können dies leisten und sollten eine weitere praktische Anwendung erfahren.

Ausziehversuche mit Betonstahlhaken unter Brandlast (2014)

Tobias Schilly

Zur Verankerung von Bügelschenkeln im Brandfall mit 90°-Winkelhaken gibt es bisher nur widersprüchliche Aussagen. Während in der kommentierten Fassung des EC2 90°-Winkelhaken als nicht geeignet für Anforderungen größer R90 bezeichnet werden, widerspricht Heft 600 des DAfStB dieser Aussage und erklärt 90°-Winkelhaken für geeignet. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es das Tragverhalten von 90°- und 135°-Winkelhaken, sowohl im gerissenen, als auch im ungerissenen Querschnitt unter Brandbeanspruchung zu untersuchen. Es konnten signifikante Unterschiede im Tragverhalten gezeigt und Hinweise für die Praxis erarbeitet werden.

Beitrag zur Bestimmung von charakteristischen Werkstofffestigkeiten in Bestandstragwerken aus Stahlbeton (2014)

Markus Loch

Zum Nachweis der Tragfähigkeit bestehender Tragwerke benötigt der Tragwerksplaner charakteristische Werkstoffeigenschaften der verwendeten Baustoffe. Diese Werte können meist nicht direkt und ohne weitere Überlegungen aus älteren Normen, Richtlinien, Zulassungen oder von geprüften Bestandsunterlagen übernommen werden. Da die Neuberechnung grundsätzlich immer nach aktuellem Normenwerk zu erfolgen hat, sind die Werkstoffkennwerte gemäß der seinerzeits gültigen Normfestlegungen an die aktuellen Bezugswerte anzupassen. Auf der Grundlage einer umfangreichen Literaturrecherche sind für die Baustoffe Beton und Betonstahl charakteristische Kenngrößen der maßgeblichen mechanischen Werkstoffeigenschaften in der vorliegenden Arbeit bestimmt worden. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt anhand von Tabellen, welchen die charakteristischen Kennwerte für die Werkstoffgüten einzelner Zeitperioden entnommen werden können. In Fällen, in denen keine oder nur unzureichende Informationen über ein zu bewertendes Bauwerk vorliegen, sind die charakteristischen Werkstoffkennwerte anhand von Bauwerksuntersuchungen zu bestimmen. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte beschrieben, welche die zu beachtenden Besonderheiten bei der Bestimmung der charakteristischen Werkstoffeigenschaften von Beton und Betonstahl anhand von Prüfergebnissen aus Bauwerksuntersuchungen berücksichtigen. Diese Konzepte enthalten unter anderem Empfehlungen für die Festlegung von Prüfbereichen und Stichprobenumfängen sowie Hinweise für die Probenentnahme von Betonbohrkernen und Stahlbetonstäben.

Innovationsideen erfolgreich umsetzen. Wissensmodul 2 des Forschungsprojekts "Innovationen in der Bauwirtschaft - Von der Idee bis zum Markt" (2014)

Klaus Fischer Christian Fox Wolfgang Kurz Klaus J. Zink

Im Forschungsprojekt „Innovationen in der Bauwirtschaft – Von der Idee bis zum Markt“ wurde in Zusammenarbeit mit acht Industriepartnern an einer Zusammenstellung von geeigneten Konzepten zur umfassenden Begleitung des betrieblichen Innovationsmanagements in der Baubranche gearbeitet. Das Wissensmodul 2 „Innovationsideen erfolgreich umsetzen“ bildet den zweiten Teil der im Forschungsprojekt entstandenen Broschürenreihe und ergänzt die in Wissensmodul 1 vorgestellten Themenfelder. Während in Wissensmodul 1 auf die Schaffung allgemeiner Rahmenbedingungen für Innovationsfähigkeit und Innovationsbereitschaft in Unternehmen der Bauwirtschaft eingegangen wird, stehen in diesem Wissensmodul 2 Konzepte im Vordergrund, welche die Umsetzung konkreter Innovationsvorhaben und deren anschließende „Vermarktung“ an die jeweilige Zielgruppe unterstützen. Ausgedrückt in den gängigen Fachbegriffen der Innovationsforschung bezieht sich diese Broschüre demnach auf die drei Phasen der Ideenakzeptierung, der Ideenrealisierung und der Diffusion der entstandenen Innovation im Innovationsprozess. Die in der Broschüre behandelten Themenfelder sind die Chancen-Risiken-Analyse zum Zeitpunkt der Ideenauswahl, das Innovationsprojektmanagement für die Umsetzung der Innovationsidee und schließlich die gezielte Ansprache und Einbindung von Personengruppen oder Organisationen, die als „Adoptoren“ für die Übernahme und Akzeptanz der Innovation besonders wichtig sind. Das Ziel beider Broschüren ist es, Unternehmen der Bauwirtschaft bei ihrem Weg von der Entwicklung bis hin zur Vermarktung von Innovationsideen durch praxisnah beschriebene Konzepte und Methoden zu unterstützen. Aufbauend auf einer Analyse der vorhandenen Strukturen und Vorgehensweisen bei der Entwicklung und Umsetzung von Innovationsideen der im Projekt beteiligten Partnerunternehmen, wurden hierfür zunächst bewährte Konzepte und Gestaltungsansätze des Innovationsmanagements ausgewählt. Diese wurden anschließend zusammen mit den Unternehmenspartnern auf ihre Anwendbarkeit und Eignung sowie ihren Nutzen für ein betriebliches Management von Innovationsprozessen in der bauwirtschaftlichen Praxis untersucht.

Fachbereich Bauingenieurwesen

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