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Selected Abstracts

Der Viadukt über das Tarntal bei Millau , Von den ersten Entwurfsgedanken bis zur Fertigstellung

BAUTECHNIK, Issue 2 2006
Michel Virlogeux Prof. Dr.-Ing.
Der Bau des Viadukts über das Tarntal bei Millau in Mittelfrankreich begann im Oktober 2001 und war im Dezember 2004 vollendet. Der Viadukt mit einer Gesamtlänge von 2460 m umfaßt sechs 342 m lange Hauptfelder, die an sieben Pylonen verankert sind und stellt einen bedeutenden Fortschritt im Entwurf von Schrägseilbrücken dar. Die Autobahn verläuft 270 m über dem Fluß, zwei ihrer Pfeiler sind höher als 230 m. Mit den 87 m hohen Pylonen über der Fahrbahn überragen sie den Eiffelturm. Ausgearbeitet wurden zwei Lösungen, eine in Spannbeton und eine in Stahlbauweise. The viaduct over the Tarn valley near Millau , from early design to completion. The erection of the viaduct over the Tarn valley near Millau in central France began in October 2001 and was completed in December 2004. The viaduct with an overall length of 2460 m covers six 342 m long main fields, those at seven suspension towers is embodied and represents an important progress in design of cable-stayed bridges. The motorway runs in 270 m height over the river, two of their columns are more highly than 230 m. Together with the 87 m high pylons over the roadway towers are higher then the Eiffel tower in Paris. Two solutions were prepared, one in prestressed concrete and one in steel construction method. [source]

Temperature functions of the rate coefficients of net N mineralization in sandy arable soils.

JOURNAL OF PLANT NUTRITION AND SOIL SCIENCE, Issue 4 2004
Part II.
Abstract The aim of this study was to evaluate experimentally derived temperature functions for the rate coefficients of net N mineralization in sandy arable soils from NW Germany via field measurements. In part I of this paper (Heumann and Böttcher, 2004), different temperature functions for the rate coefficients of a two-pool first-order kinetic equation were derived by long-term laboratory incubations at 3°C to 35°C. In this paper, field net N mineralization during winter of 25 plots was measured in undisturbed soil columns with a diameter of 20,cm to the depth of the Ap horizon. Mean simulated net N mineralization with the most adequate multiple functions corresponded also best with the mean of the measured values despite of an overestimation of about 10%. Distinctly larger deviations under use of other temperature functions (Arrhenius, Q10) were directly related to their deviations from mean, experimentally derived rate coefficients. Simulated net N mineralization in the soil columns was significantly correlated with measured values, regardless of the temperature functions. Yet the goodness of fit was generally relatively low due to the spatial variability of measured net N mineralization within replicate soil columns, although the mean CV (38%) was by far not extraordinary. The pool of slowly mineralizable N contributed considerably to net N mineralization during four to five winter months, on an average 10.0 kg N ha,1, about one third of total simulated N mineralization. Sometimes, it contributed even 21.3 kg N ha,1, which is almost sufficient to reach the EU drinking-water limit for nitrate in these soils. Simulations with widely used functions that were once derived from loess soils overestimated mineralization from pool Nslow in the studied sandy arable soils by a factor of two. Die Temperaturfunktionen der Reaktionskoeffizienten der N-Nettomineralisation in sandigen Ackerböde nII. Überprüfung anhand von Mineralisationsmessungen im Freiland Ziel dieser Untersuchung war die Überprüfung experimentell ermittelter Temperaturfunktionen für die Reaktionskoeffizienten der N-Nettomineralisation in sandigen Ackerböden NW-Deutschlands anhand von Freilandmessungen. In Teil I der Arbeit (Heumann and Böttcher, 2004) wurden verschiedene Temperaturfunktionen für die Reaktionskoeffizienten zweier N-Pools mit Reaktionskinetik erster Ordnung mittels Langzeit-Laborinkubationen bei 3 bis 35°C bestimmt. In diesem Artikel wurde von 25 Plots die winterliche N-Nettomineralisation im Freiland in ungestörten Bodensäulen mit einem Durchmesser von 20,cm bis zur Tiefe des Ap-Horizontes gemessen. Im Mittel gaben die Simulationen mit den am besten passenden, multiplen Funktionen die Messergebnisse auch am besten wieder, trotz einer Überschätzung um etwa 10%. Deutlich größere Abweichungen bei Benutzung anderer Temperaturfunktionen (Arrhenius, Q10) standen in direkter Beziehung zu deren Abweichungen von den mittleren, experimentell ermittelten Reaktionskoeffizienten. Die simulierte N-Nettomineralisation war unabhängig von den Temperaturfunktionen signifikant mit den Messergebnissen korreliert. Jedoch war die Güte der Anpassung im Allgemeinen relativ niedrig aufgrund der räumlichen Variabilität der gemessenen N-Nettomineralisation innerhalb der einzelnen Säulen eines Plots, obwohl der mittlere CV (38%) bei weitem nicht außergewöhnlich war. Der langsam mineralisierbare N-Pool trug beträchtlich zur N-Nettomineralisation innerhalb von vier bis fünf Wintermonaten bei, durchschnittlich 10,0 kg N ha,1, etwa ein Drittel der gesamten simulierten N-Mineralisation. In manchen Böden waren es sogar 21,3 kg N ha,1, was fast ausreicht, um den EU-Trinkwassergrenzwert für Nitrat in diesen Böden zu erreichen. Simulationen mit häufig benutzten Funktionen, die ursprünglich an Lössböden ermittelt wurden, überschätzten die Mineralisation aus dem Pool Nslow in den untersuchten Sandböden um den Faktor zwei. [source]

Messunsicherheit in der Werkstoffprüfung

MATERIALWISSENSCHAFT UND WERKSTOFFTECHNIK, Issue 5 2007
T. Polzin Dr.-Ing.
Uncertainty; tensile test; charpy test; hardness test Abstract Bei der Werkstoffprüfung muss bei jedem Messwert die jeweilige Messunsicherheit angegeben werden. Aus der 1995 erschienenen GUM [1] wurde 2000 der Uncert Report für verschiedenen Messverfahren entwickelt und als Code of Practice (COP) [2,4]. veröffentlicht. Diese sollen in Zusammenhang mit den in den Normen empfohlenen Verfahren und der praktischen Umsetzung dargestellt werden. Measurement uncertainty in testing of materials For the testing of materials the respective uncertainty has to be indicated for each measured value. From the 1995 published GUM [1] 2000 the Uncert report for different measuring methods was developed and published as Code of Practice (COP) [2,4]. These are to be represented in connection with the procedures recommended in the standards and the practical implementation. [source]

Untersuchungen zum Werkstoffverhalten des Feinkornbaustahls S 460 unter erhöhten Temperaturen

BAUTECHNIK, Issue 10 2007
Jörg Lange Prof. Dr.-Ing.
Die Bestimmung der Tragfähigkeit von Bauteilen aus S 460 im Brandfall auf der Grundlage vereinfachter oder allgemeiner Berechnungsverfahren entsprechend EN 1993-1-2 [1] erfordert die Kenntnis der mechanischen Eigenschaften des hochfesten Feinkornbaustahls unter erhöhten Temperaturen. Hierzu wurden Untersuchungen an Probestäben aus einem normalisierend gewalzten S 460 N und einem thermomechanisch gewalzten S 460 M durchgeführt. Beide Stahlsorten unterscheiden sich sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in der Temperaturführung beim Walzen. Auf der Grundlage instationärer Warmkriechversuche wurden Werkstoffgesetze für den Temperaturbereich von 20 bis 900 °C hergeleitet. Die Untersuchungen zeigen eine im Vergleich zu S 460 N erhöhte Festigkeit des S 460 M bei hohen Temperaturen. Diese ist zurückzuführen auf die durch das thermomechanische Walzen verursachte Verfestigung und die Verringerung der Kriechgeschwindigkeit durch Niob- und Titanausscheidungen. Beim Vergleich der Ergebnisse mit den in EN 1993-1-2 [1] für S 460 angegebenen Werkstoffgesetzen erkennt man, dass diese sowohl die Festigkeit als auch die Steifigkeit des untersuchten S 460 N überschätzen. Examination of the mechanical properties of the microalloyed grain refined steel S 460 at elevated temperatures. To establish a basis for calculating the load-bearing capacity of steel members made of S 460 in fire, corresponding to EN 1993-1-2 [1], the mechanical properties of the microalloyed grain refined steel S 460 under high temperatures have been examined. Two different kinds of steel have been considered: a normalised rolled S 460 N and a thermomechanically rolled S 460 M, that differ in their chemical composition and the temperature control during the hot-rolling process. On the basis of transient state tensile tests, material laws have been derived for the temperature range from 20 to 900 °C. The test results show an increased strength of S 460 M at elevated temperatures in comparison to S 460 N. This is a result of the strain hardening caused by the thermomechanical deformation and the precipitates formed by niobium and titanium that constrain creep deformations. The data derived from the tests show that the stress-strain relationships given in EN 1993-1-2 [1] for S 460 overestimate both the strength and the stiffness of the examined S 460 N. [source]

Zur Druck-Zug-Festigkeit von Stahlbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton

BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 8 2009
Ekkehard Fehling Prof. Dr.-Ing.
Versuche; Bemessungs- und Berechnungsverfahren Abstract Während die Druckfestigkeit des Betons durch gleichzeitig wirkenden Querdruck gegenüber der einaxialen Druckfestigkeit erheblich gesteigert werden kann, führen Querzugbeanspruchung und Rissbildung zu einer Abminderung der Tragfähigkeit. Dies gilt für unbewehrten Beton und Stahlbeton gleichermaßen. In den einschlägigen Regelwerken finden sich hierzu international sehr unterschiedliche Bemessungsansätze, wobei die vorgesehenen Abminderungsbeiwerte für denselben Anwendungsfall um das bis zu Zweifache differieren. Die Frage der Druck-Zug-Festigkeit von Stahlbeton wurde in den vergangenen 40 Jahren von zahlreichen Wissenschaftlern untersucht. Ihre Ergebnisse sind allerdings zum Teil ebenso widersprüchlich wie die aktuelle Normensituation. Basierend auf eigenen experimentellen Untersuchungen sowie einer kritischen Auswertung und Einordnung als richtungweisend angesehener, früherer Versuchsreihen wird ein Vorschlag zur Abminderung der Druckfestigkeit des gerissenen Stahlbetons entwickelt. Erstmals wird dabei auch der Einfluss einer Faserzugabe in Kombination mit Stabstahlbewehrung berücksichtigt. Ein Vergleich mit den in DIN 1045-1, CEB-FIP Model Code 1990, Eurocode 2 und ACI Standard 318-05 angegebenen Bemessungsregeln zeigt, dass allein DIN 1045-1 die in den Versuchen beobachtete maximale Abminderung der Druckfestigkeit durch Querzug und Rissbildung zum Teil erheblich unterschätzt, so dass eine konservative Auslegung der Tragwerke nicht immer sichergestellt ist. Biaxial Compression-Tension-Strength of Reinforced Concrete and Reinforced Steel Fibre Concrete The compressive strength of concrete can be substantially increased in relation to uni-axial compressive strength by transverse compression acting at the same time. In contrast, transverse tension and cracking lead to a reduction of the load-carrying capacity. This holds true for plain concrete as well as for reinforced concrete. In international standards very different calculation rules can be found on this subject, whereby the provided reductions differ up to a factor of two for the same application. The question of biaxial compression-tension-strength of reinforced concrete was examined in the past 40 years by numerous scientists. Their results are, however, partially contradictory in the same way as the current standard situation. Based on own experimental investigations as well as on a critical review and classification of former test series regarded as trend-setting, a proposal for the reduction of the compressive strength of cracked reinforced concrete is developed. For the first time, also the influence of fibres in addition to bar reinforcement is considered thereby. A comparison with the calculation rules in DIN 1045-1, CEB-FIP Model Code 1990, Eurocode 2, and ACI Standard 318-05 shows, that exclusively DIN 1045-1 underestimates sometimes substantially the maximum reduction of the compressive strength by transverse tension and cracking observed in the tests, so that a conservative design of structures cannot always be ensured. [source]

POPs , schwer abbaubare Chemikalien

CHEMIE IN UNSERER ZEIT (CHIUZ), Issue 3 2007
Gerhard Lammel Professor
Abstract POPs, persistent organic pollutants, sind in der Umwelt schwer abbaubare, gleichzeitig bioakkumulative und toxische Stoffe. Die meisten sind mittelflüchtig und lipophil. Sie werden in der Atmosphäre zu einem erheblichen Teil an Aerosolpartikel sorbiert und nach Ablagerung am Boden oder Deposition in den Ozean in die Atmosphäre zurück verflüchtigt und können so mehrere Emissions-Transport-Depositions-Zyklen durchlaufen. Die Transport- und Verteilungsmuster und das Ferntransport-Potenzial sind damit ganz anders als bei herkömmlichen Luftschadstoffen, deren Transport nach Ablagerung aus der Atmosphäre endet. Dass weite Strecken durch mehrere, jeweils kürzere Wege überwunden werden können, wird als Grashüpfer-Effekt bezeichnet. Eine wichtige Hypothese der Umweltchemie besagt, dass die beobachtete Anreicherung von vielen persistenten und bioakkumulativen Schadstoffen in den Polargebieten, fernab der Anwendungsgebiete eine Konsequenz des Grashüpfer-Effekts sei in Verbindung mit stärkerer Kondensation in kalten Gebieten. Die Lipophilie ist die Voraussetzung für die Bioakkumulation und beeinflusst die Verteilung der Stoffe über mehrere Umweltmedien. Weil es sich bei den POPs im Allgemeinen um teilhalogenierte Stoffe handelt, ist der atmosphärische Abbau zumeist langsamer als für andere Luftschadstoffe, aber schneller als in den anderen Umweltkompartimenten, in denen erst bei Verweildauern von Monaten von Persistenz gesprochen wird. Ferntransport-Potenzial und Persistenz eines Stoffes sind wichtig für die Einschätzung der Gefährdung, die von ihm ausgeht. Sie sind das Ergebnis des Zusammenwirkens physikalisch-chemischer Stoffeigenschaften mit den in Raum und Zeit variablen Umweltbedingungen. Sie variieren deswegen in Raum und Zeit. POPs, persistent organic pollutants, are slowly degradable, bio-accumulative and toxic substances. Most of them are semivolatile and lipophilic. In the atmosphere they sorb to aerosol particles, and upon deposition to soil or water surfaces they may return through volatilisation, enabling them to undergo sequential cycles of emission, atmospheric transport and deposition. These patterns of transport and distribution as well as the long-range transport potential differ significantly from those of conventional air pollutants, which undergo only one such cycle. The capability to travel long distances by several hops is called the grasshopper effect. According to a key hypothesis of environmental chemistry the accumulation of persistent and bio-accumulative pollutants in polar regions, far from the areas of usage, is due to the combination of the grasshopper effect and enhanced condensation in cold areas. Lipophilicity is a prerequisite for bio-accumulation and influences the partitioning among environmental media (multicompartment compounds). As POPs are typically halogenated compounds, chemical degradation in the atmosphere is in most cases slower than of other air pollutants, but faster than in the other environmental compartments, where persistence coincides with residence times of months. The long-range transport potential and persistence are crucial for chemical hazard assessment. These characteristics result from the combined action of physico-chemical properties and environmental conditions variable in time and space. Hence, they vary in time and space. [source]