Günter Axel Rombach

Technische Universität Hamburg | TUHH · Institute for Structural Concrete

Despite intensive research in the last decades, the shear force transfer and crack propagation in structural concrete members is still disputed. In order to investigate the load bearing behaviour, an understanding of crack growth and flow of internal forces is essential. In this context, various techniques have been developed in the recent years to...

ZUSAMMENFASSUNG: Bei vielen bestehenden Stahlbetonbrücken weist die Fahrbahnplatte rechnerisch keine ausreichende Querkrafttragfähigkeit auf. Trotz dieses Defizits sind Schäden bislang nicht bekannt. Die wesentliche Einwirkung resultiert aus den konzentrierten Radlasten für deren Ansatz bislang keine einheitliche Nachweismethode existiert. In einem...

Despite the international research activity, the shear strength of reinforced concrete slabs without shear reinforcement is not yet satisfactorily resolved. In particular, deck slabs of existing bridges often show significant deficits in design shear capacity, although no damage has been reported so far. A test series of 14 large-scale cantilever s...

Fracture mechanics and the crack propagation in reinforced concrete members is one of the most important approaches to structural safety analysis. Thanks to powerful software and increasingly fast computers, numerical simulation is well suited to analyse even more complex problems, such as crack growth, quickly and economically. In order to validat...

Zusammenfassung Bei vielen bestehenden Stahlbetonbrücken weist die Fahrbahnplatte rechnerisch keine ausreichende Querkrafttragfähigkeit auf. Trotz dieses Defizits sind Schäden bislang nicht bekannt. Die wesentliche Einwirkung resultiert aus den konzentrierten Radlasten für deren Ansatz bislang keine einheitliche Nachweismethode existiert. In einem...

Probabilistic analysis of concrete members is mainly needed for safety evaluations of existing structures. The well-known Monte Carlo simulation is very time-demanding and is therefore not suitable for use in practice, especially for nonlinear finite element analysis of concrete structures. This paper presents a new optimal Latin hypercube sampling...

de Die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonplatten ohne Schubbewehrung ist trotz der intensiven nationalen und internationalen Forschungsaktivität bislang nicht zufriedenstellend geklärt. Probleme bereiten insbesondere ältere Fahrbahnplatten von Betonbrücken, welche oftmals rechnerische Tragdefizite in Querrichtung aufweisen. Eine Ertüchtigung ist...

Crack formation and growth in reinforced concrete members is, in many cases, the cause for the collapse of buildings. Such serious failures impair the structural behavior and can also damage property and persons. An intensive investigation of the crack propagation is indispensable. Numerical methods are being developed to analyze crack growth in a...

de Der rechnerische Querkraftnachweis von Stahlbetontragwerken ohne Schubbewehrung (im Allgemeinen Platten, bspw. Fahrbahnplatten, WEA‐Fundamente) auf Ermüdung nach DIN EN 1992‐1‐1 [1] bzw. DIN EN 1992‐2/NA beruht weitgehend auf empirischen Untersuchungen. Der Ansatz wurde bislang kaum experimentell validiert. Nachfolgend wird über theoretische, ex...

A large number of existing concrete bridge decks in Europe show a deficit of shear capacity according to current design rules. Retrofitting can hardly be done and is very expensive. Thus, new and more reliable design methods are urgently needed. This report describes 8 full-scale tests on cantilever concrete slabs (3.25 × 4.5 m, thickness 0.25 m) w...

Dieser Bericht beschreibt eine Versuchsreihe zur Querkrafttragfähigkeit und zum Lastabtrag von Stahlbetonplatten (3,25x4,50 m, Dicke 0,25 m) unter auflagernahen Blocklasten. Die Platten besitzen keine Querkraftbewehrung. Die Forschungsarbeit wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG (Projekt KZ:RO 793/13-1) finanziert. - - - - Abstract---...

de Eine große Anzahl der Fahrbahnplatten von bestehenden Betonbrücken in Europa zeigt nach aktuellen Entwurfsregeln ein rechnerisches Defizit bei der Querkrafttragfähigkeit. Eine bauliche Ertüchtigung ist in den meisten Fällen schwer möglich und sehr teuer. Reale Schadensfälle welche auf ein Querkraftversagen zurückzuführen wären, sind den Autoren...

The design of reinforced concrete (RC) structures against fatigue failure due to shear loads is based on empirical approaches (refer to Eurocode 2). In particular, this unsatisfying status pertains to members without links such as bridge slabs or footings of wind energy plants. In terms of sustainability - for example, a longer service life of thes...

Many existing concrete bridges show a deficit in the shear capacity of the deck slab. Retrofitting is very expensive. Besides new design models for slabs under concentrated loads, an accurate estimation of the relevant shear forces may help to verify the load bearing capacity of existing structures. Finite Element analysis based on a linear elastic...

Die Anforderungen an Brückenbauwerke im Bestand haben sich in den vergangenen Jahren infolge steigender Verkehrszahlen vor allem im Bereich des Güterverkehrs deutlich erhöht und werden laut aktuellen Studien in den nächsten Jahren weiter ansteigen. In diesem Forschungsvorhaben erfolgte daher die kurzfristige Verifikation verschiedener weitergehende...

Spannbetontragwerke erfordern eine größere Abbildungsgenauigkeit des Tragverhaltens und der Einwirkungen als Stahlbetonkonstruktionen. Vor- und Nachteile von vorgespannten Betontragwerken sind Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit, die Ermüdungsfestigkeit des Bauwerkes ist höher, Reduzierung der Querschnittsabmessungen bzw. größere Einwirkungen un...

Es wird die Schnittgrößenermittlung von statisch bestimmten Tragwerken behandelt, bei denen die Verformungen des Bauteils infolge einer Einwirkung aus Vorspannung ohne Zwänge möglich sind. Geradlinige Spanngliedführungen werden hauptsächlich bei der Spannbettvorspannung verwendet, da hier der statisch günstigere kontinuierlich umgelenkte Verlauf nu...

Aufgrund der komplexen Spannungszustände im Lasteinleitungsbereich wird die Trag- und Gebrauchstauglichkeit eines Ankersystems im Rahmen der notwendigen bauaufsichtlichen Zulassung mittels Versuchen nachgewiesen. Hierbei werden neben den Abmessungen der Ankerplatten, die Zusatzbewehrung sowie die zulässigen minimalen Achs- und Randabstände bestimmt...

Bei den Vorspann- und Einpressarbeiten wurden div. Mängel festgestellt (z.B. kein ausreichender Platz zum Ansetzen der Spannpresse, Spannprotokoll nicht bzw. nicht hinreichend geführt, kein hinreichendes Montagezubehör vorhanden etc.). Eine Verbesserung dieses unbefriedigenden Zustandes kann nur durch Schulung der Beteiligten und eine unabhängige K...

Zwischen den einzelnen Spanngliedern ist zur Gewährleistung der Kraftübertragung ein Mindestabstand einzuhalten. Das Gleiche gilt auch für den Abstand zu den Bauteilrändern, besonders im Bereich einer Verbundverankerung. Weiterhin sind für die einwandfreie Einbringung und Verdichtung des Betons Rüttelgassen vorzusehen. Die Mindestabstände der Spann...

Die Bemessung eines Spannbetonbauteiles entspricht weitgehend der einer Stahlbetonkonstruktion. Es sind jedoch einige Besonderheiten zu beachten. Sowohl die Betondruckspannungen als auch die Zugspannungen in der Bewehrung und im Spannstahl unter den Gebrauchslasten sind zu ermitteln und entsprechend den zulässigen Werten zu begrenzen. Die (Biege-)B...

Die zeitabhängigen Kriech- und Schwindverformungen des Betons führen zu einer Abnahme der Vorspannkraft. Damit ist eine Veränderung der Schnittgrößen eines Tragwerkes infolge P sowie der hieraus resultierenden Spannungen verbunden, welche zu berücksichtigen ist. Für die Berechnung der Spannkraftverluste wird zunächst ein analytisches Modell zur Bes...

Aufgrund der zahlreichen Parameter ist meistens eine iterative Vorgehensweise zur Festlegung der optimalen Spanngliedführung erforderlich. Ziel der Berechnungen ist es, die Spannstahlmenge und damit die Baukosten zu minimieren. Die erforderliche Betondeckung der Bewehrung sowie die einzelnen Lagen werden oftmals durch die ausführbaren Randabstände...

Die Einwirkungen aus Vorspannung erzeugen bei einem Balkentragwerk Längs- und Biegeverformungen. Bei statisch bestimmten Systemen sind diese Deformationen ohne Behinderung möglich. Bei statisch unbestimmten Systemen entstehen jedoch durch die Festhaltungen in der Regel Zwangsschnittgrößen und Auflagerkräfte. Es liegt dann infolge P kein reiner Eige...

Bei Spannbetontragwerken werden hohe Anforderungen an die Güte der verwendeten Baustoffe gestellt. Dies betrifft, neben dem Beton und dem Spannstahl, auch das Korrosionsschutzsystem (Hüllrohre und Verpressmaterial) sowie die Anker- und Umlenkkonstruktionen. Es ist sicherzustellen, dass die Baustoffeigenschaften auch auf der Baustelle sehr genau ein...

Vorgespannte Flachdecken werden nur eingesetzt, wenn eine Stahlbetonkonstruktion wirtschaftlich nicht ausführbar ist oder die gewünschte Gebrauchstauglichkeit nicht erfüllt werden kann. Dies trifft vor allem für große Deckenspannweiten zu, wie sie unter anderem bei Bürogebäuden oder Parkhäusern erwünscht sind. Vorteile vorgespannter Flachdecken sin...

Erst im Laufe der Zeit wurde die Vorspannung ohne Verbund bzw. externe Vorspannung von Spannsystemen mit nachträglichem Verbund verdrängt. Diese Entwicklung ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass im Verbund liegende Spannglieder mit Zunahme der örtlichen Belastung auch größere Dehnungen und damit höhere Spannstahlspannungen aufweisen. Dies...

In order to coordinate the design of RC structures all over Europe, the new Eurocode has been implemented in all member states. In Germany, for example, the unified codes with their national annexes are exclusively valid as of July 1, 2012. Some changes to Eurocode No. 2 have large effects on the design of new buildings and the safety verification...

p>Currently the fatigue strength of a structure limits its lifetime more and more; particularly that of concrete members without shear reinforcement, which are stressed by dynamic loads. Even though designing structures to fatigue is extremely important, only a rather limited number of dynamic tests and investigations were conducted so far. Thus, t...

Often the lifetime of a structure is not limited by its static load bearing capacity, but by its fatigue strength. This especially applies to concrete members without shear reinforcement stressed by high dynamic loads, such as deck slabs of concrete bridges for example. An extensive literature review and tests conducted by the authors show that the...

The design of concrete members for shear without stirrups has become a major issue worldwide especially for bridge decks as the shear capacity according to the ‘new’ regulations like the Eurocode often gives significant smaller values than the one predicted by former codes. Therefore nowadays stirrups are required in bridge decks. In addition the s...

Bei der Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonträgern mit veränderlicher Höhe ist bislang unzureichend geklärt, in wie weit der Einfluss eines geneigten Druck- oder Zuggurts (Vccd bzw. Vtd) bei Balken bzw. Platten ohne Schubbewehrung berücksichtigt werden kann. Zu dieser Problematik wurde eine umfangreiche Versuchsserie mit 18 gevoute...

Great effort has been made to improve the knowledge about the behavior of granular material in silos. Nevertheless, many important aspects such as wall pressure, to which silo structures are subjected, still remain uncertain. Numerical simulations based on the finite element method have become a valuable tool to simulate the behavior of granular ma...

Great effort has been made to improve the knowledge about the behavior of granular material in silos. Nevertheless, many important aspects such as wall pressure, to which silo structures are subjected, still remain uncertain. Numerical simulations based on the finite element method have become a valuable tool to simulate the behavior of granular ma...

Es wird über Versuche zur Querkrafttragfähigkeit von Brückenfahrbahnplatten aus Stahlbeton berichtet. Diese zeigen, dass die bekannten Rechenansätze für Bauteile ohne Querkraftbewehrung nach DIN 1045-1 bzw. DIN-FB 102 für Fahrbahnplatten auf der sicheren Seite liegen, die tatsächliche Tragfähigkeit aber weit unterschätzt wird. Weitere Ansätze zur B...

Segmental bridges made of small precast elements have become a standard construction method for many highway and railway bridges in the world. Nevertheless some important aspects need further investigation. One is the unavoidable gap between two adjacent elements caused by the heat of hydration during segment production (‘bowing effect’). This impe...

EinleitungMechanisches und numerisches ModellErgebnisse Stoffgesetze Statischer TeilGeschwindigkeitsabhängiger StoffansatzDichteänderungVerifikationsberechnungen FließverhältnisseEntleerungsdrückeUntersuchungen zu speziellen Siloproblemen Lagerungs- bzw. FüllzustandTrichterdruckSwitchExzentrische EntleerungDynamische PhänomeneKohäsionInteraktion zw...

In der Praxis werden für die Berechnung von Stahlbetontragwerken immer häufiger dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle des gesamten Tragwerkes (Gesamt- oder Gebäudemodelle) verwendet, wobei teilweise auch das stofflich nichtlineare Materialverhalten des Betons berücksichtigt wird. Dabei wird oftmals den Ergebnissen des Rechenprogramms blind vertr...

Segmental bridges made of small precast elements have become a standard construction method for many bridges and elevated expressways in the world. Nevertheless some important aspects need still further investigation. One is the unavoidable gap between two adjacent elements caused by the heat of hydration during segment production (‘bowing effect’)...

The failure rate in silos and bins for storage of granular material is still significant higher than in other structures. Thus a better knowledge of the behaviour of the granular media during flow and the resulting loads on the walls of the bin is urgently needed. A special nonlinear finite element program has been developed which enables the analy...

The potential fields of application of precast segmental bridge construction in Germany, along with some international projects regarding the application of segmental bridges, are presented. Some of the international examples include- Bang Na - Bang Pli - Bang Pakong Expressway in Thailand, 47. 4m long frame bridge in Japan and the construction of...

Es werden Diagramme vorgestellt, mit welchen sich die Schnittgrößen von auskragenden Fahrbahnplatten veränderlicher Dicke von Brücken infolge der Radlasten nach DIN-Fachbericht 101 einfach und ausreichend genau ermitteln lassen. Weiterhin werden die Auswirkungen der neuen Regelwerke auf die Bemessung einer Kragplatte an einem Beispiel erläutert. Gr...

Es wird über experimentelle und numerische Untersuchungen bezüglich temperaturinduzierter Verformungen (“Bowing”) von Hohlkastensegmenten bei der Herstellung im Kontaktverfahren am Beispiel der weltweit größten Segmentbrücke berichtet. Empfehlungen zur Reduzierung der unvermeidbaren Imperfektion, welche unter anderem zu Paßproblemen zwischen den Fe...

Segmentäre Hohlkastenbrücken haben in Ausland eine große Verbreitung gefunden. Trotz der sehr positiven Erfahrung mit dieser Bauweise bestehen nach wie vor Unklarheiten bei der Bemessung der Fugen zwischen den Fertigteilen. Auf diesen für die Tragwerkssicherheit wichtigen Aspekt wird in diesem Beitrag näher eingegangen.

A continuum approach based on the Finite Element Method is presented in this paper with which the behaviour of granular material during at rest conditions and during flow can be studied. Various numerical and physical aspects of this model are discussed. A 3-dimensional FE-simulation of filling and discharging processes of a rectangular silos with...

Precast segmental hollow box girder bridges have become the preferred constructions method for many elevated highway projects in the last years. Although many segmental bridges had been built so far some significant design aspects need still further investigation. One is the bowing of match cast segments caused by the temperature gradient during hy...

The problem discussed in the paper summarizes extensive studies of imperfections in contact problems as occurring in FE silo simulations. The main problem representing all kinds of imperfections is the so called switch phenomenon, which is a stress peak during the dynamic discharge of the silo. Caused by the fact, that the results gained in the pas...

Bislang ist die Dokumentation des Spannvorganges bei Brücken auf ca. zwei bis drei Wertepaare beschränkt, die zudem manuell erfaßt werden. Eine bessere Dokumentation des Spannvorganges kann mit Hilfe eines baustellentauglichen elektronischen Meß- und Aufzeichnungsverfahren erfolgen, das im Beitrag vorgestellt wird.

Some important numerical aspects concerning the finite-element simulation of granular flow are presented. The main topic of this paper is the so-called "switch" phenomenon, which is a stress peak at the junction of the vertical and the inclined part of a mass flow silo during its discharge. Case studies prove that the FE simulation of silos and sim...

Das Trag‐ und Verformungsverhalten von segmentären Hohlkastenbrücken mit Trockenfugen wird für verschiedene Laststellungen und Tragsysteme erläutert. Es zeigt sich, daß die Steifigkeit der Konstruktion wesentlich von den Fugen zwischen den Fertigteilen beeinflußt wird. Der Schwerpunkt der weiteren Untersuchungen liegt daher in der Bestimmung des Kr...

The volume of Standards and Codes for design of concrete structures is constantly increasing (e.g. Eurocode 2, DIN 1045-1 draft revision 1998). The prescribed methods for analysis of reinforced or prestressed concrete members are getting more and more sophisticated. Nevertheless due to the great scatter of material properties in practice and the un...

Using a non-linear constitutive equation for sand with fixed material constants a necessary criterion for the shear band formation is expressed analytically. The shear band is considered as a shearing zone which may appear spontaneously in the course of a homogeneous plane deformation of a sand sample. The introduced criterion predicts not only the...

An Eulerian finite element method for the calculation of transient velocity and stress fields of path dependant materials in mass- and core flow silos based upon a consistent continuum mechanics approach is presented. Geometric nonlinearities as well as inertia effects of the solid are included. An incremental viscoplastic law for the granular bulk...

Zusammenfassung: Es wird über Probleme und Ergebnisse von numerischen Simulationen der Füll-und Entleerungsvorgänge in Silozellen berichtet. Diese dienen zur Bestimmung der Schütt-guteinwirkungen auf das Bauwerk.