02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
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Item Open Access Anchorage to concrete by metallic expansion anchors(1987) Eligehausen, RolfThe behavior of metallic expansion anchors under monotonic loading is described on the basis of a large number of available test results. Expansion anchors loaded in tension will often fail in a rather brittle manner by pulling out a concrete cone. The corresponding failure load Fu is approximately proportional to f ct · 1 d 1,5 (fct = concrete tensile strength. Id = anchorage depth). Anchors placed too close to each other or too close to an edge produce a common cone failure or an edge failure respectively at correspondingly reduced ultimate loads. Assuming a 30 deg. failure cone, the actual behavior can be described with sufficient accuracy for practical purposes. If anchors are placed in cracks, the failure load will be significantly lower than for anchors installed in uncracked concrete, depending on the type and make of anchor and the crack width.Item Open Access Ankergruppen mit Dübeln in der Betonzugzone(1984) Mayer, Burkhard; Eligehausen, RolfBei Ankergruppen wird die zu befestigende Last mittels einer Stahlplatte auf die einzelnen Dübel der Gruppe verteilt. Ordnet man Ankergruppen in der gerissenen Zugzone von Stahlbetonbauteilen an, können einzelne Dübel in Rissen verankert sein. Diese Dübel weisen neben einer niedrigeren Bruchlast ein anderes Last-Verschiebungsverhalten als Dübel im ungestörten Beton auf. In diesem Aufsatz wird der Einfluß dieses unterschiedlichen Last-Verschiebungsverhaltens der Einzeldübel auf die Bruchlast von Vierfachbefestigungen erörtert. Es werden nur die wesentlichen Ergebnisse mitgeteilt.Item Open Access Behavior, design and testing of anchors in cracked concrete(1991) Eligehausen, RolfReinforced concrete structures will generally be cracked under service load due to tensile stresses caused by loads or by the restraint of imposed deformations. Therefore, in general, the design of anchors should be based on the assumption that the concrete is cracked.Item Open Access Bemessungen von Befestigungen in Beton mit Teilsicherheitsbeiwerten(1989) Eligehausen, RolfEs werden das Sicherheitskonzept bei Anwendung von Teilsicherheitsbeiwerten und ein verbessertes Konzept für die Bemessung von Befestigungen mit Spreiz- und Hinterschnittdübeln sowie Kopfbolzen erläutert. Da in diesem neuen Konzept die zulässige Belastung von Befestigungselementen bei konstanter Tragfähigkeit im Versuch je nach Anwendungsfall variieren kann, wird vorgeschlagen, als Lastklasse die charakteristische Betonausbruchlast in Abhängigkeit von den Nennwerten der Verankerungstiefe festzulegen. Die Tragfähigkeiten in den einzelnen Lastklassen betragen etwa das 3,3fache der bisherigen Werte.Item Open Access Bewehrungsrichtlinien und bauliche Durchbildung (EC 2, Abschnitt 5)(1992) Eligehausen, Rolf; Litzner, Hans UlrichDie Bewehrungsrichtlinien für Betonstahl (EC 2, Abschnitt 5.2) entsprechen zum großen Teil den Regelungen von DIN 1045. Auch die Form der zu führenden Nachweise unterscheidet sich nicht. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß im Gegensatz zum deutschen Regelwerk in EC 2 alle Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit zu führen sind. Daher können infolge des abweichenden Sicherheitskonzepts trotz gleicher physikalischer Grundlagen Unterschiede in den Bemessungsergebnissen auftreten.Item Open Access Computer simulation of pullout tests of headed anchors in a state of plane-stress(1992) Pukl, Radomir; Eligehausen, Rolf; Cervenka, VladimirComputer analyses of the pull-out tests of anchors embedded in concrete were performed for the Round Robin Analysis of the RILEM Committee on Fracture Mechanics of Concrete. The test specimens are concrete plates with steel anchors in the plane stress state. The geometry of the specimen is varied in order to study the size effect and the shape effect. The investigation is performed by means of the computer simulation of the tests. Only limited comparison with the real laboratory experiments is used to verify the results. The computer simulation is made by means of the program SBETA, which was developed by the authors and is based on the smeared crack approach and the nonlinear elasticity. Two crack models were used to analyze each specimen: rotated crack model and fixed crack model. In total 36 computer simulations were made. Each simulation provided the load-displacement diagram of the anchor and a sequence of crack patterns, deformed states and stress states. A size effect law in the exponential form was derived from the computer experiments.Item Open Access Dispersive Transportprozesse und ihre Modellierung(1992) Kobus, Helmut; Schäfer, Gerhard; Spitz, Karlheinz; Herr, MichaelDie Anwendbarkeit numerischer Transportmodelle in der Grundwasserwirtschaft ist eingeschränkt durch die Schwierigkeit, den dispersiven Charakter der Grundwasserströmung naturnah zu beschreiben. Dies liegt im wesentlichen an der Heterogenität des Untergrunds. Ziel der hier dargestellten systematischen Untersuchungen an inhomogenen Modellaquiferen war es daher, den Einfluß von Inhomogenitäten auf die dispersive Vermischung quantitativ zu erfassen.Item Open Access Erläuterung der neuen Bewehrungsrichtlinien DIN 1045, Abschnitt 18, Ausgabe 12/78(1979) Rehm, Gallus; Eligehausen, Rolf; Neubert, BerndDie Neubearbeitung hatte zum Ziel, die "Mängel" der bisherigen Fassung zu beseitigen und Regeln für den "Normalfall" zu schaffen, die das Konstruieren erleichtern und die Rationalisierung der Bewehrungsarbeiten fördern. Bei der Bearbeitung wurde davon ausgegangen, da8 die Norm keine "Kochrezepte" liefern kann, die in allen vorkommenden Fällen ohne Detailkenntnisse angewandt werden können und die dabei gleichzeitig das jeweils technisch Machbare beinhalten. Vielmehr wurde vorausgesetzt, daß alle in der Praxis tätigen Ingenieure einen ausreichenden Sachverstand besitzen, um die angegebenen Regeln den jeweiligen Gegebenheiten unter Beachtung der Prinzipien des Stahlbetonbaus anzupassen.Item Open Access Item Open Access Erläuterungen zu DIN 4227, Abschnitt 10(1980) Rehm, Gallus; Eligehausen, RolfDurch die in Abschnitt 10 geforderten Nachweise soll ein befriedigendes Verhalten von Spannbetonbauteilen im Gebrauchszustand durch Beschränkung der Breite von eventuell auftretenden Rissen gewährleistet werden.Item Open Access Flussmodelle für Ausbreitungsvorgänge von Wasserinhaltsstoffen und Wärme(1984) Kobus, HelmutDie korrekte Modellierung der Ausbreitungsvorgänge von Wasserinhaltsstoffen beschränkt sich auf den Nahbereich der Einleitung, in dem die Bodenreibung sowie Abbaureaktionen oder Wärmeabgabe des Gewässers von untergeordneter Bedeutung sind. Eine Modellierung dieser Einflußgrößen macht eine Modellüberhöhung erforderlich, was wiederum eine Verzerrung der Ausbreitungsvorgänge zur Folge hat. Dies ist für Flußmodelle wegen der Querschnittsverzerrungen in der Regel nicht ohne Einschränkungen der Modellähnlichkeit möglich. Unter bestimmten Voraussetzungen (z. B. große Breiten-Tiefenverhältnisse) sind Überhöhungen aber auch für Ausbreitungsmodelle unter Umständen akzeptabel. Für Ausbreitungs- und Transportvorgänge in Flüssen bietet sich aufgrund der eindeutig vorgegebenen Strömungsrichtung und der relativ einfachen Verhältnisse im Fernfeld eine Kombination von unverzerrten Labormodellen für das Nahfeld mit einfachen mathematisch-numerischen Fernfeldmodellen an.Darüber hinaus eignen sich hydraulische Ausbreitungsmodelle vor allem zur Untersuchung von Teilbereichen, für die jeweils andere Ähnlichkeitsgesetze maßgebend und damit auch unterschiedliche Überhöhungen erforderlich sein können.Item Open Access Fundamentals(1980) Kobus, HelmutThe use of hydraulic models for the solution of engineering problems has become accepted standard procedure in many areas. Apart from the classical problems of hydraulics, a number of new problem areas arise, which require modern measurement techniques and more sophisticated considerations on hydraulic similitude. The aim of the present brochure is to serve as an introduction to the discipline of hydraulic modelling and to convey to the practicing engineer the present state of the art of hydraulic modelling.Item Open Access Grundlagen(1984) Kobus, HelmutDer Einsatz des wasserbaulichen Versuchswesens zur Lösung wasserbaulicher Aufgaben ist in vielen Bereichen eine Selbstverständlichkeit geworden. Neben den klassischen Problemen des Versuchswesens stellen sich eine Reihe neuer Aufgaben, welche fortschrittliche Meßmethoden und weitergehende Überlegungen zur Frage der Übertragbarkeit erfordern. Den derzeitigen Wissensstand in der Kunst des wasserbaulichen Versuchswesens darzustellen, ist das Ziel dieser Broschüre.Item Open Access Grundwasserforschung und Untersuchungen zur Nitratbelastung(1988) Kobus, HelmutDas Ziel unserer Forschung ist die Erarbeitung von Berechnungsgrundlagen in Form eines allgemeinen, anwendungsorientierten Modellkonzepts, welches die maßgeblichen Einflußgrößen für den großräumigen Stofftransport im Grundwasser erfaßt, einschließlich des Eintrags durch die Bodenzone, des Strömungstransports, der dispersiven Vermischung, der Adsorption und der Umsetzungs- und Abbauprozesse. Die Grundlagenforschung am Computer und im Labor wird ergänzt durch gezielte Felduntersuchungen. Die numerischen Modelle werden fortlaufend an Fallstudien mit intensiven Meßprogrammen getestet und überprüft hinsichtlich ihrer praktischen Einsatzfähigkeit, der Kompatibilität mit den zur Verfügung stehenden Felddaten, und der realistischen Prognosefähigkeit. Letztliches Ziel ist der Einsatz der Modelle in der Praxis als Entscheidungshilfe für die Planung von Grundwasserbewirtschaftungsmaßnahmen (zum Beispiel Wassergewinnungsanlagen, Scbutzzonen, etc.) für die Prognose der Auswirkungen von Grundwasserkontaminationen, sowie als Werkzeug für die Planung, Bemessung und Optimierung von Abwehr- und Sanierungsmaßnahmen.Item Open Access Hydraulische Möglichkeiten zur Grundwassersanierung im Bereich von Altablagerungen(1983) Kobus, Helmut; Rinnert, BerndEine moderne Industriegesellschaft wie die der Bundesrepublik Deutschland benötigt neben einer Vielzahl von Grundstoffen vor allem auch eine ausreichende Versorgung mit qualitativ hochwertigem Wasser sowohl für industrielle Zwecke als auch für die Trinkwasserversorgung. Wegen der starken Verschmutzung der meisten Oberflächengewässer wird hierzu vorrangig auf die vorhandenen Grundwasserreserven zurückgegriffen. Aus der zunehmenden Raumnutzung resultiert jedoch auch eine wachsende Gefährdung der Grundwasserbeschaffenheit. Gerade in industriellen Ballungsgebieten werden immer häufiger Fälle von Grundwasserverschmutzung festgestellt. Neben der Verschmutzung durch industrielle Einleiter wird das Grundwasser vor allem durch das Eindringen von Schadstoffen aus .Ablagerungen gefährdet. Eine besondere Gefahr geht dabei von den Altablagerungen sowie den sogenannten "wilden" Müllkippen aus. Im Gegensatz zum Abfallbeseitigungsverfahren "Geordnete Deponie", bei dem mit großem technischem Aufwand ein Eindringen von Schadstoffen in den Grundwasserleiter weitgehend verhindert wird, fehlen bei Altablagerungen häufig und bei "wilden" Ablagerungen in der Regel bauliche oder hydraulische Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers. Dadurch können über viele Jahrzehnte Schad- oder Giftstoffe kontinuierlich in den Grundwasserleiter gelangen und so zu einer stetig wachsenden Kontaminierung der Grundwasservorkommen führen.Item Open Access Introduction to air-water flows(1991) Kobus, HelmutFor many hydraulic structures, safe operation can only be achieved if not only the characteristics of the water flow are considered, but due attention is also given to the simultaneous movement of air in the system. Although the difference in specific weight of air and water is so large that they are usually well separated by a sharp interface, a number of flow configurations lead to an intensive mixing across this surface. This process is called air entrainment. Consideration of the effects of entrained air upon water flow may be essential to provide for the safe operation of a hydraulic structure.Item Open Access Lateral blow-out failure of headed studs near a free edge(1991) Furche, Johannes; Eligehausen, RolfPullout tests with headed studs placed near a free edge have been carried out. In most of the tests blow-out failure occurred. On the basis of this and other available test results an empirical equation for calculating the failure load was derived. The equation takes into account the influence of the edge distance, the concrete strength and the load bearing area. The equation for calculating the failure load shows good agreement with the test results. The equation for calculating the critical edge distance at which the failure mode changes to steel rupture or to concrete cone failure is given. The values for critical edge distance are different from the values in ACI 349, Appendix B, because of the ACI 349 overestimates the concrete capacity for large edge distances.Item Open Access Local surface aeration at hydraulic structures(1991) Kobus, Helmut; Koschitzky, Hans-PeterIn water pollution abatement, the natural gas exchange at the free surface is sometimes not sufficient to balance the oxygen consumption due to pollutants. In such cases, local aeration is needed in order to increase the oxygen transfer into the water body. In this context, hydraulic structures leading to local surface aeration provide the increased oxygen transfer by way of the entrained air bubbles. Thus the air-entrainment and oxygen-transfer characteristics have become an important design criterion for many hydraulic structures. The following material is a summary of the available information about local air entrainment and oxygen transfer, and it is intended to serve as an orientation for preliminary design considerations. Limited results can be presented for a small number of flow geometries. These results can only be used for similar geometries; the flow configurations must really be comparable.Item Open Access Modellierung des großräumigen Wärmetransports im Grundwasser(1992) Söll, Thomas; Kobus, HelmutDie natürlichen Temperaturverhältnisse im Untergrund werden durch anthropogene Einflüsse und insbesondere durch hydraulische und thermische Nutzungen des Grundwassers verändert. Die Planung entsprechender Grundwasserbewirtschaftungsmaßnahmen erfordert Wärmetransportmodelle, welche eine Beschreibung des großräumigen Wärmetransports im Untergrund ermöglichen. Ziel des vorliegenden Beitrags war daher die Entwicklung und Erprobung numerischer Mehrschichtenmodelle, die zur Beschreibung der durch punktförmige Wärmequellen und -senken verursachten Temperaturveränderungen dienen können.Item Open Access Modellierung des regionalen Wärmetransports: Fallbeispiele Kaltwassereinleitung Aefligen und Emmeinfiltration Kirchberg(1992) Kobus, Helmut; Söll, ThomasIm Emmental wurden vom Kanton Bern/Schweiz in einem hydrothermischen Versuchsfeld die Möglichkeiten einer thermischen Nutzung des Grundwassers untersucht. Bei Aefligen wurde Kaltwasser über einen Schluckbrunnen infiltriert, die hieraus resultierende Temperaturanomalie meßtechnisch verfolgt und sodann mit dem in Kapitel 3 beschriebenen vertikal-ebenen Stromstreifenmodell verglichen. Dabei hat sich gezeigt, daß bei detaillierter Berücksichtigung der vertikalen Geschwindigkeitsverteilung dispersionsfreie Modellrechnungen für praktische Zwecke hinreichend genaue Ergebnisse liefern. Hingegen müssen bei Zugrundelegung einer tiefengemittelten Geschwindigkeit fließwegabhängige dispersive Effekte berücksichtigt werden. Im Testareal Kirchberg wurde mit flächendeckenden Feldmessungen die großräumige Temperaturanomalie aufgrund einer starken Infiltration von Flußwasser untersucht. Für die numerische Modellierung kam gemäß Kapitel 3 sowohl das vertikal-ebene Stromstreifenmodell entlang zweier ausgewählter Längsschnitte zum Einsatz als auch das horizontal-ebene Mehrschichtenmodell zur Erfassung der regionalen Auswirkungen. Die Modelleingabeparameter wurden in beiden Fällen direkt - ohne Anpassung in einer Modelleichung- aus den hydrothermischen Felddaten abgeleitet. Beide Modelle liefern eine gute Beschreibung der in der Natur beobachteten Temperaturverhältnisse. Bei der horizontal-ebenen Modellierung ist eine Diskretisierung des gesättigten Grundwasserbereichs in wenigstens zwei Modellschichten unerläßlich, da ein tiefenintegriertes Modell die Einschichtung des Emmesickerwassers im Grundwasserstrom nicht berücksichtigen kann. Bei größeren Flurabständen genügt es, mit dem Jahresmittelwert der Lufttemperaturen zu rechnen, während bei Flurabständen von wenigen Metern auch Lufttemperaturschwankungen berücksichtigt werden müssen. Die Auswirkungen der emmeinduzierten Temperaturabweichungen machen sich über eine Länge von ca. 1,5 bis 2 km bemerkbar. Für die Anwendung der Wärmetransportmodelle bedarf es neben der Kenntnis von integralen hydraulischen Feldgrößen insbesondere der Information über die Verteilung der Durchlässigkeiten im Untersuchungsgebiet sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Die Verfügbarkeit gesicherter Felddaten und deren Umsetzung in die entsprechenden Modelleingabeparameter ist für die praktische Anwendung von primärer Bedeutung.