Monopiles werden als Gründungen für die Offshore‐Windenergieanlagen (OWEA) in Nord‐ und Ostsee geplant und eingesetzt. Die Monopilegründungen werden neben den statischen Lasten insbesondere durch die hochzyklischen Horizontalbelastungen aus Wind und Wellengang beansprucht. Aufgrund der zyklischen Belastungen findet eine Akkumulation der Bodenverformungen und gleichzeitig auch der bleibenden Pfahlverschiebungen statt, die derzeit mit einem praxistauglichen Verfahren zuverlässig nicht quantifiziert werden können. Im vorliegenden Aufsatz wird ein anwendungsorientiertes Bemessungsmodell vorgestellt, welches unter Verwendung von statischen und zyklischen Triaxialversuchen eine Prognose der Verschiebungen von Monopiles unter zyklischen Horizontallasten mit variierenden Belastungsamplituden ermöglicht. Die Verifikation des vorgestellten Modells erfolgt durch eine Reihe von Monopileversuchen, die in der Geotechnischen Versuchsgrube der TU Berlin durchgeführten wurden. Die Anwendbarkeit des Modells zur Ermittlung der über die Nutzungsdauer einer OWEA zu erwartenden Verschiebungen der Monopilegründung wird anhand einer Beispielrechnung gezeigt.A design model for monopile foundations under cyclic horizontal loads. Monopiles are used and planned for foundations of offshore wind power turbines in the Northern and Baltic Sea. Besides the static loads, these piles are also subjected to high numbers of cyclic horizontal loads due to wind and water waves. The accumulation of soil deformations and pile displacements due to cyclic loads can not be reliably calculated based on current design methods. The paper presents a practical design approach for the prediction of monopile displacements due to irregular cyclic horizontal loads which can be suitably calibrated by means of static and cyclic triaxial test results. The design approach has been validated with results from monopile load tests. The practical application of the proposed method demonstrates its usefulness for the prediction of monopile displacements over the service lifetime of an offshore wind power turbine.

Organogene und organische Böden sind häufig als gering tragfähig einzustufen und erfüllen daher für übliche geotechnische Bauwerke nicht die Anforderungen an eine bautechnische Verwendung. Baugrundverbesserungsmaßnahmen ermöglichen es, die Festigkeit und Steifigkeit gering tragfähiger Böden z. B. durch das Einarbeiten von Bindemitteln in die örtlich anstehende Bodenmatrix zu erhöhen und darüber hinaus die gesellschaftlich wichtigen Ziele der Ressourcenschonung und Abfallvermeidung umzusetzen. Die Vorgänge bei der Zementhydratation bei Vorhandensein organischer Bestandteile sind jedoch sehr komplex und multivariat. Insbesondere der lösliche Anteil der Huminstoffe in der Organik kann dazu führen, dass die Zielfestigkeiten nicht erreicht werden. Um den Einfluss der Huminstoffe, insbesondere der Huminsäuren, auf die festigkeitsbestimmende Zementhydratation zu untersuchen, bestand das Ziel der vorliegenden Studie darin, die Huminstoff‐Fraktionen verschiedener organischer Böden zu quantifizieren, um bei nachfolgend durchgeführten Festigkeitsuntersuchungen Rückschlüsse auf die Vorgänge beim Abbindeprozess zu ziehen. Zudem wurde zur qualitativen Bestimmung der Huminsäuren eine Farbskala entwickelt, die für die Anwendung in der Praxis vorgeschlagen wird. Die Analyse der Huminstoff‐Fraktionen basiert auf deren Extraktion und anschließender Bestimmung mittels UV/VIS‐Spektroskopie unter Einsatz von Kalibrierstandards. Die sich anschließenden Festigkeitsuntersuchungen stützen sich auf die Ermittlung der einaxialen Druckfestigkeit von Probekörpern, die aus bindemittelverbesserten Sandproben bestehen, denen verschiedene organische Böden in unterschiedlichen Anteilen beigemengt wurden. Es wird gezeigt, dass nicht nur die Wahl des Bindemittels oder der Anteil an organischen Beimengungen, sondern insbesondere die Zusammensetzung der Organik einen Einfluss auf das Verfestigungspotenzial organogener und organischer Böden hat.

<p>During a reconstruction phase of Alexanderplatz in the center of Berlin in the early 1930s, the famous architect Peter Behrens designed the building “Berolinahaus”, which till now gives the place its unique appearance and is therefore a listed building. The high-rise building has a reinforced concrete skeleton-frame structure, which was really innovative and one of the first at all at the time of its construction.</p> <p>Now a new concept with retail stores in the lower four floors and office space in the upper floors was created to revive the “Berolinahaus”.</p> <p>The method of shifting loads from the existing static system to the new construction in the lower levels, while the upper four floors are still intact, is presented. The complexity of the design and its application, while minimizing deformations, time and costs, is shown by ambitious constructions based on a structural analysis in special construction phases.</p>

No abstract

Der Einfachscherversuch ist ein anspruchsvoller Laborversuch, der bereits in vielen Studien für die Untersuchung von statischem und zyklischem Bodenverhalten eingesetzt wurde. Trotz der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten wird der Einfachscherversuch nicht verbreitet angewendet und es existieren weder eine Euronorm noch eine deutsche Norm für diese Art von Versuch. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an ein Einfachschergerät definiert und die theoretischen Grundlagen zur Ermittlung des Spannungszustands dargestellt. Dazu werden die verschiedenen Gerätetypen für Einfachscherversuche vorgestellt und diskutiert. Um den Einfluss der Testrandbedingungen besser einschätzen zu können, werden monotone Versuche mit Sand an einem eigenen Gerät mit verschiedenen Zellenkonstruktionen durchgeführt. Für die Untersuchung der Probenverformung wird die PIV‐Methode eingesetzt. Anhand der Versuchsergebnisse werden die verschiedenen Randbedingungen und deren Einflüsse aufgezeigt und diskutiert sowie Hinweise für die Anwendung und Interpretation von Einfachscherversuchen gegeben.