Einführung in den Grund-, Erd- und Dammbau

Armin Ziegler
Bauwerksdynamik und Erschütterungsmessungen
2017, xi, 306 S., 18 SW-Abb., 262 Farbabb. 240 mm, Hardcover
Springer

 

 

Der Band gibt eine Einführung in die Dynamikprobleme im Bauwesen. Dazu gehören Bauwerks- und Baugrund-Dynamik sowie Erschütterungsmessung. Weitere Schwerpunkte sind Erschütterungsausbreitung beim Schienenverkehr, Fußgängerbrücken und Kirchtürmen. Anhand von zahlreichen Beispielen aus der Praxis wird die Anwendung der Theorie gezeigt. Aus dem Inhalt: - Grundlagen der Bauwerksdynamik; - Grundlagen der Baugrunddynamik; - Erschütterungsmessung im Bauwesen; - Erschütterungsausbreitung beim Schienenverkehr; - Fußgängerbrücken; - Dynamik der Glockentürme; - Schwingende Balkone; - Erschütterungsüberwachung; - Simulation von Bauwerksdynamikproblemen; - Simulation von Bodendynamik-Problemen; - Die Tücken der Bauwerksdynamik.

Marcus Fuchsschwanz, Martin Ziegler
Zur Standsicherheit und Erosion von Böschungen
Schriftenreihe Geotechnik im Bauwesen, RWTH Aachen, Band 16
Bewertung und Vergleich von Stabilisierungsmaßnahmen für Bergehalden des Steinkohlebergbaus in Vietnam. Dissertationsschrift
Neuausg.
2017, 246 S., 120. 21 cm, Softcover
Mainz Verlagshaus Aachen

 

 

Im vietnamesischen Steinkohlenbergbau müssen zur Lagerung anfallenden Abraums große Bergehalden errichtet werden. Diese Bergehalden sind Ursache für zahlreiche Umweltprobleme und stellen teilweise eine Gefährdung für die Bevölkerung dar. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von Hilfsmitteln zur Planung und Bewertung von Stabilisierungsmaßnahmen dieser Bergehalden. Es werden durch Feld- und Laborversuche die zur Bewertung der Böschungsstandsicherheit erforderlichen Scherfestigkeits- und Materialparameter für das Abraummaterial ermittelt. Da eine lineare Auswertung der Versuche die Scherfestigkeit bei niedrigen Normalspannungen stark überschätzt, werden zusätzliche Versuche bei niedrigen Normalspannungen durchgeführt. Zur Abbildung des nichtlinearen Scherfestigkeitsverlaufes im niedrigen Normalspannungsbereich wird ein in der Arbeit neu entwickelter Ansatz einer Hyperbel an die Schergerade nach Mohr-Coulomb verwendet. Dieser Ansatz bildet die Grundlage für die Erstellung von Bemessungsdiagrammen für die Böschungsstandsicherheit. Die Beurteilung der Erosion erfolgt auf der Grundlage der Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Alle für die Anwendung erforderlichen Parameter für das Abraummaterial der untersuchten vietnamesischen Bergehalden werden bestimmt. Durch ein Monitoring von Erosionsrinnen vor Ort mit einem terrestrischen 3D-Laserscanner werden die Berechnungen mit tatsächlichen Messungen abgeglichen. Als Hilfsmittel zur Bewertung der Erosion der Böschungen der Bergehalden wird ebenfalls ein Bemessungsdiagramm erstellt. Am Beispiel einer konkreten Stabilisierungsmaßnahme wird eine Anwendungsmöglichkeit für die entwickelten Berechnungsansätze und Bemessungsdiagramme vorgestellt. Dabei werden verschiedene Stabilisierungskonzepte in einem Kostenvergleich gegenübergestellt und mit Hilfe der Berechnungsansätze die wirtschaftlichste Variante identifiziert. Abschließend wird als Ausblick eine weitere Anwendungsmöglichkeit durch Implementierung der entwickelten Berechnungsansätze in ein Geoinformationssystem (GI

Norbert Giesler
Die neue Erddrucklehre
auf den reinen Grundlagen der Physik
2017, 363 S., 232 mm, Softcover
Europäische Verlagsgesellschaften

 

 

Der Autor hat eigene umfangreiche Studien zum Erddruck zusammengefasst und daraus eine neue Erddrucklehre - ausschließlich unter Verwendung der physikalischen Gesetze - entwickelt. Die Berechnungsmodelle werden durch die Novellierung des Mehrphasensystems der Bodenmechanik ergänzt. Danach lassen sich die Bodenkennziffern von trockenen, feuchten und nassen Böden sowie von Böden unter Wasser ermitteln und stufenlos über deren Neigungswinkeln in den "Halbkreis der Bodenarten" einordnen. Der Einsatz empirischer Berechnungswerte wird damit überflüssig. Die neue Erddrucklehre repräsentiert in ihrer Komplexität den neuesten Stand der heutigen Technik. Sie erlaubt die Erdkräfte gegen Bauwerke, wie Stützwände, Widerlager von Brücken, erdverlegte Rohrleitungen /Kanäle und Tunnelstrecken exakt zu berechnen und damit Bauschäden auf Dauer zu vermeiden. Ebenso lassen sich die Tragfähigkeit von Böden unter Fundamenten oder Pfählen, sowie der Bewegungsdrang des Bodens in Berghängen ermitteln.

Empfehlungen des Arbeitskreises "Numerik in der Geotechnik" - EANG
2014, 196 S., 103 SW-Abb., 16 Tabellen. 210 mm, Hardcover
Ernst & Sohn

 

 

Die Gesamtempfehlung des Arbeitskreises 1.6 der DGGT, Numerik in der Geotechnik, hat die bisher über die Jahre erschienenen Empfehlungen als Ausgangspunkt. Diese wurden maßgeblich überarbeitet, neu gegliedert, den aktuellen Erkenntnissen angepasst und zusätzlich durch neue Themenbereiche (u. a. maschineller Tunnelvortrieb, Gefrierverfahren, Stoffmodelle für Fels sowie Dokumentation und Qualitätssicherung) ergänzt. Der erste Teil der Empfehlung widmet sich den Grundlagen der numerischen Modellbildung. Dabei werden zunächst Details der Diskretisierung, des Anfangszustandes und der Simulation von Bauzuständen behandelt. Ein wesentlicher Abschnitt befasst sich mit Stoffmodellen und deren Materialkennwerten. Abgeschlossen wird der erste Abschnitt durch Empfehlungen zur Berücksichtigung von Grundwasserströmung im Baugrund. Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit Baugruben und Böschungen im Lockergestein. Die Anforderungen an numerische Modelle sowohl für Verformungs- als auch für Standsicherheitsberechnungen werden detailliert behandelt.; The book collects almost all the recommendations issued so far by the DGGT working group "Numerical analysis in geotechnology" in one work. For the collected publication, the recommendations have been matched, updated and in many aspects supplemented and completed.

Martin Ziegler, Benjamin Aulbach, Martin Feinendegen
Geotechnische Nachweise nach EC 7 und DIN 1054
Bauingenieur-Praxis
Einführung mit Beispielen
3., überarb. Aufl. Nachdr.
2013, XVI, 398 S., 189 SW-Abb., 54 Tabellen. 240 mm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Mit der Veröffentlichung der deutschen Fassung des Eurocodes 7-1: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik - Teil 1: Allgemeine Regeln als DIN EN 1997-1:2009 und des zugehörigen Nationalen Anhangs DIN EN 1997-1/NA:2010 mit den Ergänzenden Regelungen in DIN EN 1054:2010 liegt das geschlossene neue europäische Normenwerk für die Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau nun für die Anwendung in Deutschland vor. Die in einem Normenhandbuch zusammengefassten Regelungen ersetzen die bisherige DIN 1054:2005. In dem vorliegenden Buch werden die Grundlagen und Begriffe der Nachweisführung vorgestellt. Soweit nötig wird dabei auch auf die mit geltenden Normen und Empfehlungen wie die Geländebruchnorm DIN 4084 oder die Erddrucknorm DIN 4085 sowie die EAB, EAU, EA-Pfähle und die EBGEO eingegangen. Die erforderlichen Nachweise werden erläutert und anhand von Ablaufdiagrammen und zahlreichen Beispielen verdeutlicht. Dabei werden alle gängigen geotechnischen Aufgaben wie Flächengründungen, Pfahlgründungen, Baugrubenwände, Verankerungen, Stützbauwerke sowie die Versagensformen durch Grundbruch, Geländebruch und hydraulisch bedingtes Versagen angesprochen.

Martin Ziegler, Elias Manuel Tafur Bances
Vergleichsrechnungen DIN 1054 zu EC7-1. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3261
2011, 302 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In DIN EN 1997-1:2009-09 (EC7-1), dem zugehörigen Anhang und den damit gekoppelten neuen Ergänzenden Regelungen in E DIN 1054-101:2009-02 wird ein neues Bemessungskonzept verwendet, bei dem zur Bestimmung der resultierenden veränderlichen Einwirkung die einzelnen unabhängigen veränderlichen Einwirkungen bzw. Beanspruchungen mit Kombinationsbeiwerten kleiner 1,0 abgemindert werden dürfen. Dadurch soll berücksichtigt werden, dass das gleichzeitige Auftreten aller unabhängigen veränderlichen Einwirkungen in voller Größe wenig wahrscheinlich ist. Im Hochbau ist dieses Konzept schon seit längerem etabliert. Im Vergleich dazu sind in der jetzigen Fassung von DIN 1054:2005-01 jedoch noch keine Kombinationsbeiwerte bei der Bildung der Bemessungswerte vorgesehen, so dass in der Regel die Bemessungswerte höher erhalten werden und die Bemessung im Vergleich zum neuen Konzept auf der sicheren Seite liegt. Eine Berücksichtigung weniger wahrscheinlicher Bemessungssituationen fand bisher ausschließlich über die Einordnung in einen Lastfall mit entsprechend gestaffelten Sicherheitsbeiwerten statt. Diese Abstufung wird aber auch zukünftig noch erhalten bleiben. Aus dem Grund ist es notwendig zu untersuchen, inwieweit sich die Bemessung mit dem neuen Konzept von der Bemessung nach DIN 1054:2005-01 unterscheidet und für welche Fälle mit relevanten Abweichungen zu rechnen ist. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, den Einfluss der Kombinationsbeiwerte auf die Bemessung von Bauwerken zu untersuchen und quantitativ zu zeigen, wie sich die Bemessung nach beiden Regelwerken in Abhängigkeit eines zunehmenden veränderlichen Anteils entwickelt und ab wann signifikative Unterschiede auftreten. Zu diesem Zweck wurde das Verhältnis von veränderlichen zu ständigen Einwirkungen sowie von Begleiteinwirkungen zu veränderlicher Gesamteinwirkung systematisch variiert. Zuerst wurden beide Regelwerke verglichen, um die Unterschiede beider Bemessungskonzepte aufzuzeigen. Im Folgenden wurden zwei ausgewählte geotechnische Beispiele mit hoh

E. Hampe, K.H. Müller, A. Abadel, E. Raue, D. Kolossa, W. Weiss, H.G. Schmidt, M. Siegmund
EC 7 - Erd- und Grundbau, Verträglichkeitsuntersuchungen. Einfluß der Boden-Bauwerk-Wechselwirkung auf die Sicherheit eines Stahlbetontragwerkes, ausgewiesen durch das Sicherheitsniveau beta
Bauforschung, Band T 2507
1992, 205 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Ziel der Untersuchungen besteht in der sicherheits-theoretischen Beurteilung der Auswirkungen der in der Praxis üblicherweise vernachlässigten Wechselwirkung zwischen Bauwerk und Baugrund anhand ausgewählter Stahlbetontragwerke. Um in den Normen eine Nivellierung der Sicherheiten von Tragwerk und Gründung erreichen und Sicherheiten für das Gesamtsystem ausdrücken zu können, sind probabilistische Methoden gefordert. Die mathematische Basis und die Umsetzung in Hilfsmittel stehen für solche Methoden weitgehend zur Verfügung. Der Nachweis des Sicherheitsniveaus der untersuchten Tragwerke wird entsprechend der Aufgabenstellung mit dem Beta-Verfahren geführt. Eignung und Grenzen dieses Verfahrens für das vorliegende Problem sind zu bestimmen. Durch eine Gegenüberstellung und Bewertung der Ergebnisse aus Untersuchungen zum Sicherheitsniveau der ausgewählten Stahlbetontragwerke bei Berücksichtigung und Vernachlässigung der Wechselwirkung und auf Basis der herkömmlichen Verfahren und Normfestlegungen soll oben genanntes Ziel erreicht werden. (-y-)

T. Schanz
KEM - Nachweise im Grundbau. Abschlußbericht
Bau- und Wohnforschung
1989, 104 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ausgangspunkt für den ersten Teil des vorliegenden Forschungsauftrages sind die von Schweikert (1984) durchgeführten Untersuchungen bezüglich des Einflusses des Böschungswinkels beta auf die Berechnung des aktiven Erddruckes. Die durchgeführten Berechnungen zeigten die guten Anwendungsmöglichkeiten der Kinematische-Elemente-Methode, auch im Vergleich mit anderen (theoretischen und experimentellen) Lösungen auf. Bei der hier vorliegenden Weiterführung dieser Untersuchungen wird der Parameterbereich bezüglich der Scherfestigkeit des Bodens ergänzt und eine Variation der Wandneigung alpha bzw. des Wandreibungswinkels delta durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Form von Diagrammen zur einfachen Bemessung von Stützbauwerken aufbereitet. Dadurch ist eine genauere Erfassung des maßgebenden Bruchverhaltens des Erdkörpers möglich. Entsprechend dem in DIN 4017 geregelten Nachweis der Grundbruchsicherheit wird das Flachfundament unter Horizontal- und Vertikalbelastung exemplarisch untersucht. Mittels der KEM werden dabei sowohl die Tragfähigkeitsbeiwerte als auch die Lastneigungsbeiwerte für ausgewählte Böden berechnet. Ziel ist dabei eine Bewertung der in der DIN 4017 festgelegten Werte. (-y-)

M. Kany, U. Sieler, Bernhard Peintinger, - Soos, R. Floss, E. Schwing, G. Gudehus, D. Genske, B. Walz, Claudio Scheu
Einarbeitung der Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen in DIN 4017 - Grundbruchberechnungen. Abschlussbericht
1987, 188 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In der DIN 4017 - Grundbruchberechnungen - werden zwei moegliche Sicherheitsnachweise vorgeschlagen. In Uebereinstimmung mit den "Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen" (GruSiBau 1981, DIN) sind Teilsicherheitsbeiwerte festzulegen, die die stochastische Natur der Parameter beruecksichtigen und eine festgelegte Versagenswahrscheinlichkeit gewaehrleisten. Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Herleitung entsprechender Teilsicherheitsbeiwerte fuer die DIN 4017. (-y-)

Erwin Schwing
Erfassung statistischer Parameter beim Standsicherheitsnachweis fuer den Erdbau bei tonigen Boeden. Schlussbericht
1986, 80 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit den Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen fuer bauliche Anlagen liegt ein neues Sicherheitskonzept vor, das die stochastischen Eigenschaften der Einflussgroessen beim Nachweis der Standsicherheit beruecksichtigt. In dieser Forschungsarbeit wurden fuer zwei ausgewaehlte Grundbauwerke - (a) Damm auf weichem Untergrund und (b) Einschnittboeschung in bindigem Boden - zur Ermittlung der Daten der massgebenden Bodenkennwerte der Ergebnisse aus Laborversuchen statistisch ausgewertet. Verteilungsfunktionen Mittelwerte und Varianzen wurden ermittelt. Die fuer den probabilistischen Sicherheitsnachweis erforderliche Grenzzustandsgleichung konnte mit zusammengesetzten Starrkoerpermechanismen formuliert werden. Es wurde gezeigt, dass fuer den Nachweis der Sicherheit gegen Versagen (Grenzzustand der Tragfaehigkeit, wie auch der Gebrauchsfaehigkeit) eines Bauwerks in diesen Boeden sowohl Teilsicherheitsbeiwerte zur Beruecksichtigung statistischer Streuungen der Scherparameter als auch empirische Abminderungsfaktoren eingefuehrt werden muessen. Im Rahmen des Teilprojekts (b) wurden auf einer vorgegeben Messstrecke ungestoerte Proben in aequidistanten Abstaenden entnommen und die Wassergehalte bestimmt. Mit diesen Werten konnte erstmals die Autokorrelationslaenge des Wassergehaltes ermittelt werden. Dieser Schaetzwert stellt eine nuetzliche Basis fuer die Ueberlegungen zur neuen DIN 1054 dar. (-z-)