Die Töpfe der Räderbauer. Start des Auswertungswertungsprojekts zur jungsteinzeitlichen Feuchtbodensiedlung Olzreute-Enzisholz

Die Feuchtbodensiedlungen des frühen 3. Jahrtausends v. Chr. in Oberschwaben sind durch die Ausbreitung von Innovationen und wirtschaftliche Vernetzung geprägt. Belege zunehmender Mobilität sind ganze Serien hölzerner Radfunde sowie die allgemeine Kurzlebigkeit der Siedlungen, die selten länger alszehn Jahre an einem Ort bestanden.Handgemachte Keramikgefäße der jungsteinzeitlichen Siedler spielen in dieserDiskussion eine wichtige Rolle, da sie Lernprozesse und Traditionen widerspiegeln. Durch die Untersuchung neuer Gefäßfunde aus der Siedlung Olzreute-Enzisholz lassen sich vielfältige soziale Prozesse nachweisen. Diese umfassendie Mobilität von Menschen zwischen Nachbarregionen, die Übernahme fremder Töpfertraditionen sowie den Gefäßtausch

Das Erweiterte Druckbogenmodell zur Beschreibung des Betontraganteils bei Querkraft

Im Zuge der Nachrechnung bestehender, älterer Spannbetonbrücken nach heute gültiger Norm erweist sich häufig die vorhandene Querkraftbewehrung in Brückenlängsrichtung als stark unterdimensioniert. Dies resultiert teilweise aus dem stetig ansteigenden Schwerlastverkehr, vor allem jedoch aus den im Laufe der letzten Jahrzehnte häufig und mitunter grundlegend modifizierten Querkraftnachweise. Infolge dieser Modifikationen änderten sich auch die konstruktiven Anforderungen an die Querkraftbewehrung. Zudem wurde in Deutschland erst im Jahr 1966 eine verbindliche Mindestquerkraftbewehrung normativ festgelegt. Letztlich ergeben sich aus diesen Modifikationen auf der Einwirkungs- und Widerstandsseite in vielen Fällen (mathematische) Querkrafttragfähigkeitsdefizite, sodass aktuell eine Vielzahl an Betonbrücken querkraftverstärkt oder sogar durch Ersatzneubauten ersetzt werden. Genauere Nachweisverfahren zur Bestimmung der tatsächlichen Querkrafttragfähigkeit sind daher für die Nachrechnung bestehender Spannbetonbrücken von großer Bedeutung. Das den aktuellen Normen zugrundeliegende parallelgurtige Fachwerkmodell mit Rissreibung wurde im Wesentlichen an Querkraftversuchen an einfeldrigen Stahlbetonträgern kalibriert. Derartige Versuche sind in der einschlägigen Literatur umfangreich dokumentiert und liegen in großer Zahl vor. Aufgrund der i.d.R. gegebenen Kleinmaßstäblichkeit und statischen Einfeldträgersystemen blieb das spezifische Tragverhalten durchlaufender Spannbetonbalken bisher jedoch weitgehend unberücksichtigt. Es ist daher zu vermuten, dass das empirisch hergeleitete idealisierte Fachwerkmodell das spezifische Querkrafttragverhalten derartiger Tragsysteme nicht realitätsnah abbilden kann. Das Tragverhalten repräsentativer Spannbetonträger mit Durchlaufwirkung, also Durchlaufträger bzw. Einfeldträger mit ballastiertem Kragarm, wurde bislang jedoch nur im Rahmen weniger Versuche experimentell untersucht und brauchbar dokumentiert. Zur experimentellen Untersuchung des Querkrafttragverhaltens zweifeldriger Spannbetonträger wurden daher an der TU Dortmund umfangreiche Großversuche durchgeführt, wobei der Fokus auf der Variation des Querkraftbewehrungsgrades und der Belastungsart lag. Diese Versuche und die mithilfe umfangreicher Messtechnik bestimmten Ergebnisse werden umfassend dokumentiert und ausgewertet. Die Druckbogenwirkung in den Spannbetonbalken kann dabei auch messtechnisch erfasst und belegt werden. Mithilfe des FE-Programmsystems ABAQUS werden die durchgeführten Großversuche numerisch nichtlinear simuliert und analysiert. Dazu werden zunächst das phänomenologischen Werkstoffverhaltens von Beton, Betonstahl und Spannstahl sowie die Grundalgen der numerischen Umsetzung des jeweiligen Werkstoff- und Verbundverhaltens beschrieben. Im Rahmen der anschließenden numerischen Simulationen wird untersucht, wie sich der Verlauf der inneren Kräfte lastabhängig einstellt. Im Fokus der Auswertungen steht dabei die Untersuchung der Druckbogenwirkung hinsichtlich der Beteiligung am Querkraftlastabtrag. Aufbauend auf den numerischen Simulationen der durchgeführten Großversuche werden weitergehende numerische Parameterstudien durchgeführt. In diesen Studien werden modellierungs-, geometrie- und systemabhängige Einflussgrößen untersucht, welche im Rahmen der experimentellen Untersuchungen nicht variiert und erforscht werden konnten. Es werden zwei analytische Rechenmodelle zur Ermittlung eines zusätzlichen Querkrafttraganteils infolge Druckbogenwirkung bei der Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit vorgespannter Balken vorgestellt: das Druckbogenmodell (DBM) nach Maurer und Kiziltan sowie das Erweiterte Druckbogenmodell (EDBM). Bei dem DBM wird dem Fachwerkmodell mit Rissreibung die Tragwirkung eines vereinfacht bestimmten Betondruckbogens überlagert. Der Druckbogenverlauf bestimmt sich aus der Lage der horizontalen Biegedruckkraft in diskreten vertikalen Schnitten unter Berücksichtigung des Biegemomentes und der Vorspannwirkung. Es wird gezeigt, dass das DBM mit ausreichender Genauigkeit zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit vorgespannter Balken im ungerissenen Zustand I oder bei ausschließlicher Biegerissbildung herangezogen werden kann. Das EDBM hingegen dient der Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit vorgespannter Balken bei Schrägrissbildung im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Auf Basis dieses Modells lassen sich die experimentell bestimmten Systemtraglasten in sehr guter Näherung erklären und bestimmen. Das EDBM beruht methodisch teilweise auf dem Vorgehen bei Anwendung des DBM. Zusätzlich zur horizontalen Biegedruckkraft wird jedoch auch die horizontale Komponente der geneigten Druckstrebenkräfte aus der Fachwerkwirkung im Steg infolge Querkraft bei der Bestimmung des Druckbogenverlaufes in Ansatz gebracht. Beide Ingenieurmodelle, das DBM und das EDBM, sind insbesondere für die wirklichkeitsnahe Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit von Balkenstegen bestehender Betonbrücken entwickelt worden. Bei der Bemessung neuer Brückenbauwerke sollte hingegen weiterhin Wert auf robuste Konstruktionen durch eine querschnittsbezogene Bemessung gelegt werden. Auf Basis der experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen wird gezeigt, dass sich bei vorgespannten Balken eine deutliche Druckbogenwirkung einstellen kann. Der Druckbogen ist dabei die Stützlinie für die gegebene Belastung. Die Form der Stützlinie unter Einzelbelastung kann näherungsweise durch ein Sprengwerk idealisiert werden; die unter Streckenbelastung entspricht näherungsweise der eines Bogens. Insgesamt zeigen die Versuchsnachrechnungen, dass zur wirklichkeitsnahen Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit der untersuchten Versuchsträger der Ansatz eines Betontraganteils infolge Druckbogenwirkung geeignet ist

Arch Action Model for the structural assessment of existing prestressed concrete bridges

Structural assessments of existing older prestressed concrete bridges according to the currently applicable standards and guidelines in Germany generally reveal significant deficiencies in shear reinforcement. Large-scale tests within the scope of research activities commissioned by the Federal Highway Research Institute (BASt) were carried out at TU Dortmund University to analyze the shear load-bearing behavior of continuous prestressed concrete beams in more detail. The Arch Action Model (AAM) was derived from the Simplified Arch Action Model (SAAM) to provide a possible analysis method for determining shear contribution from concrete. Thus, the shear capacity of prestressed beams can be determined in a more realistic manner than using the truss model underlying the current state of standardization. The paper at hand provides information and explanations about the SAAM and AAM with regard to their application to real-world structures for structural bridge assessments

Behavioral auditory thresholds and loss of ribbon synapses at inner hair cells in aged gerbils

The potential contribution of auditory synaptopathy to age dependent hearing loss was studied in groups of young and old gerbils. The analysis of the number of inner hair cell ribbon synapses in aged gerbils (37.9 +/- 3.3 months of age) revealed only a relatively small (11-17%) loss in the basal two thirds of the cochlea, while a more pronounced reduction was identified towards the apex (almost 40%) when compared to a group of young gerbils (9.5 +/- 3.2 months of age). Mean threshold elevation in the old gerbils was around 25 dB at 2 and 10 kHz. Frequency-specific behavioral thresholds and ribbon synapse counts were not significantly correlated for the middle and basal regions of the cochlea, despite thresholds varying over a 45 dB SPL range. This suggests that besides a small age-dependent loss of ribbon synapses, additional cochlear pathologies, most likely a decreased endocochlear potential, contribute to peripheral hearing loss in old gerbils. (C) 2016 Elsevier Inc. All rights reserved

Investigations into the shear capacity of a prestressed double-span beam

Bei der Nachrechnung bestehender Spannbetonbrücken auf Grundlage aktueller Normen zeigen sich i.A. erhebliche Defizite bei der erforderlichen Querkraftbewehrung. Dies ist zum einen auf höhere Verkehrslasten infolge des kontinuierlich gestiegenen Schwerverkehrs und zum anderen auf die Weiterentwicklung der Verfahren zum Nachweis der Querkrafttragfähigkeit zurückzuführen. Zudem erfolgte in Deutschland erst im Jahr 1966 die Festlegung einer erforderlichen Mindestquerkraftbewehrungsmenge. Die Nachweisverfahren für die Querkrafttragfähigkeit von Spannbetonbalken beruhen im Wesentlichen auf Versuchen an Einfeldträgern und sind bekanntlich sehr konservativ. Daher wurden am Lehrstuhl Betonbau der TU Dortmund in einem Großversuch experimentelle Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit an einem vorgespannten Zweifeldträger durchgeführt, mit dem Ziel, Grundlagen für ein genaueres Nachweisverfahren zu schaffen. Von besonderem Interesse war das Tragverhalten im Bereich der Innenstütze. Die Gesamtlänge des Versuchsträgers betrug 12,0 m, die Stützweiten ergaben sich zu 5,75 m. Die Querkraftbewehrung des Balkens entsprach der rechnerisch erforderlichen Mindestquerkraftbewehrung nach DIN-Fachbericht 102. Lediglich in einem begrenzten Bereich unmittelbar neben der Innenstütze eines Feldes entsprach sie der doppelten Mindestquerkraftbewehrung. Da bisher kaum experimentelle Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten an Innenstützen durchgeführt wurden, wurden die Verformungen in diesem Bereich während der Versuchsdurchführung zusätzlich mit einem optischen Messverfahren aufgezeichnet. Zur kontinuierlichen Erfassung des Tragverhaltens des gesamten Bauteils wurden zudem an der Querkraft- und Längsbewehrung des Versuchsträgers über 250 Dehnungsmessstreifen aufgebracht. Die Versuchsauswertung enthält eine umfangreiche Darstellung der Messwerte und zusätzlich Versuchsnachrechnungen unter Anwendung des Druckbogenmodells sowie mittels numerischer Simulationen.The structural assessment of existing older prestressed concrete bridges based on current standards uncovered substantial deficits in terms of the required shear reinforcement. From a load perspective, this is due to the increase in traffic loads as a result of continuous increases in heavy traffic and, from a resistance perspective, on the evolution of shear capacity verification procedures. Additionally, minimum shear reinforcement requirements were defined for the first time in Germany in 1966. As a consequence, the deficits in terms of shear reinforcement often result in very costly strengthening measures. As part of this R&D project, investigations into the shear capacity of a prestressed post-tensioned two-span concrete beam were carried out by the chair of Concrete Engineering at TU Dortmund with the aim of defining a more precise verification procedure. A main focus was to investigate the structural behavior in the region of the middle support in one large scale experiment. The two-span test beam measured 12.0 m in length with an effective span of 5.75 m each. The shear reinforcement complied with the minimum shear reinforcement requirements of DIN-Fachbericht 102, except in one span in a region close to the middle support, where it corresponded to around double the minimum shear reinforcement. As barely any tests focusing on the structural behavior of interior supports exposed to bending and shear have been carried out so far, this part of the beam was of particular interest during the experiment and a subsection was measured using an optical measurement system. In order to ensure the systematic measurement of structural behavior across the entire test beam, more than 250 strain gauges were applied to the transverse and longitudinal reinforcement. This report contains a comprehensive presentation of the test results and measured values. In addition, recalculations of the test beam were carried out using the compressive arch model as well as numerical simulations

Efficiency in extracorporeal membrane oxygenation-cellular deposits on polymethylpentene membranes increase resistance to blood flow and reduce gas exchange capacity

Bioline-coated polymethylpentene (PMP) membrane oxygenators (MO) are used for extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) to improve gas exchange in patients with severe acute respiratory distress syndrome (ARDS). However, in some patients, long-term durability is limited due to fibrous and cellular accumulations on the gas exchange surface which can increase resistance to blood flow and diffusion path. These surface deposits of PMP MO after removal were studied with scanning electron and fluorescence microscopy techniques. Three of 31 patients supported by a PMP MO in an ECMO setting required a replacement of the oxygenator after a mean support interval of 11 +/- 7 days due to an increase in flow resistance and an impairment of the gas exchange capacity. The membrane surface of the MO was covered with a fibrous network with imbedded platelets and red blood cells. A membranous structure composed of single cells and clusters of cells covered large areas of the PMP fibers. We assume that these cellular deposits lower the efficacy of ECMO. The identification of these cells could be a key for future therapeutic interventions and improvements in the development of MO

Beurteilung der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Brücken im Bestand - erweiterte Bemessungsgrundsätze

Die Anforderungen an die Brückenbauwerke im Bestand haben sich in den vergangenen Jahren infolge steigender Verkehrszahlen vor allem im Bereich des schweren Güterverkehrs deutlich erhöht und werden laut aktuellen Studien in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Weist man die betroffenen Brücken nach DIN-Fachbericht 102 nach, ergibt sich eine deutlich höhere erforderliche Querkraftbewehrung als die tatsächlich in den Stegen vorhandene. Dies alles geht einher mit der Tatsache, dass viele der Bestandsbauwerke in einem schlechten Zustand sind. Die Nachrechnungsrichtlinie lässt einige Modifikationen der Querkraft- und Torsionsnachweise zu, die teilweise in den alten Normengenerationen üblich waren. Andere Modifikationen, die im Rahmen von Gutachten angewendet werden, wurden in der Nachrechnungsrichtlinie nicht berücksichtigt, da sie noch nicht hinreichend verifiziert schienen. Außerdem gibt es in einigen Fällen keine einheitlichen Regelungen, sondern deren Auslegung liegt weitgehend im Ermessen des Anwenders, wie z. B. bei der Abminderung der Torsionssteifigkeit des Längssystems. Daher wurden in einem vorherigen Forschungsvorhaben kurzfristige Lösungen zur Modifikation bestehender Bemessungsansätze auf Grundlage bisher durchgeführter Forschungsvorhaben und gesammelter Erfahrungen bzw. Gutachten zur Nachrechnung von Bestandsbrücken erarbeitet. Zu anderen erweiterten Bemessungsmodellen für Querkraft- und Torsion von Spannbetonbrücken sowie speziellen Problemen des Brückenbaus konnten im Vorläuferprojekt dagegen keine abschließenden Festlegungen getroffen werden, da entsprechende theoretische und experimentelle Untersuchungen - vor allem an Durchlaufträgern - noch nicht im nötigen Umfang vorlagen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Herleitung und Verifikation verfeinerter Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion, die auf ingenieurmäßigen Modellen mit mechanischer Grundlage beruhen. Dabei sollen die wesentlichen Fragestellungen zur Nachrechnung von Betonbrücken im Hinblick auf die Querkraft- und Torsionstragfähigkeit des Längssystems im Rahmen dieses Projektes abschließend geklärt werden. Auf der Basis von experimentellen und theoretischen Untersuchungen werden praxisgerechte Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion hergeleitet werden, die eine genauere Vorhersage der Tragfähigkeit von Bestandsbauwerken ermöglichen.The requirements for existing bridge structures increased in the last years due to rising traffic with regard to heavy goods traffic and will continue to rise in the coming years according to current studies. If the respective bridge structures are checked according to DIN- Fachbericht 102, a significantly larger shear reinforcement is usually required in the webs than is actually existent. In addition, many existent structures are generally in bad condition. The German guideline for recalculation of existing structures allows for some modifications of the checks for shear and torsion, which were in part common in older code generations. Other modifications, which are based on expert opinions were not considered within the guidelines as they did not yet seem to be verified adequately. In some cases, there were no uniform rules available, but only individual solutions, which were in the responsibility of the user, e.g. the reduction of the torsional stiffness in longitudinal direction. Therefore, within a previous research project, short-term solutions for the modification of existing design approaches have been worked out based on research projects and practical experience or expert opinions concerning the recalculation of existing bridges. With respect to other extended design approaches for shear and torsion of prestressed concrete structures as well as other specific problems for bridges structures, no final provisions were developed in the previous project as the corresponding theoretical and experimental investigations especially regarding continuous beams were not yet available in the necessary extent. The aim of this research project is the derivation and verification of refined design methods for shear and torsion, which are based on engineering models with a mechanical background. Within this project, the essential questions regarding the shear and torsional capacity of the longitudinal system of concrete bridges should finally be resolved. Based on experimental and theoretical investigations, practicable design approaches for shear and torsion shall be derived which allow for a more precise prediction of the capacity of existing structures