Skip to main content
main-content

Stahlbetonbau

weitere Buchkapitel

11. Interview: Vorbereitung und Durchführung zum Bau eines Windparks aus der Sicht von Best Practice und Lesson Learned

Im Interview von Daniel Meier mit Oliver Patent werden die vielseitigen Schnittstellen zur Umsetzung eines Windparkprojektes besprochen. Dabei wird der Übergang eines Projektes von der Projektentwicklung zur Bauausführung thematisiert und die zahlreichen besonderen Themen und Interaktionen aus der Sicht eines Bauleiters aufgeführt. Das Gespräch orientiert sich inhaltlich an den drei Säulen Bauplanung, Bauführung und Baukontrolle, die für die erfolgreiche Bauabwicklung eines Windenergieprojektes von großer Bedeutung sind. Basierend auf zahlreichen Erfahrungen werden Tipps und Ratschläge zur Bauvorbereitung sowie Lösungsmöglichkeiten für die typischen Herausforderungen aus der Praxis und an Beispielen vorgestellt.

Oliver Patent

Bauen mit weniger Ressourcen: Mehr Nutzen für mehr Menschen

In der Klimadebatte wird heutzutage der Bau- und Immobilienbereich so gut wie nie thematisiert. Erstaunlich, wenn man bedenkt, dass die globale Baubranche zwischen 30 und 40 % des heutigen Ressourcen- und Energieverbrauchs, 60 % der weltweiten Transporte, 40 % des momentanen Abfallaufkommens und 30 % aller energierelevanten Treibhausgasemissionen verantwortet. Das liegt v. a. an tradierten Bauprozessen, die bislang noch zu wenig von Zukunftsthemen wie der Digitalisierung oder der Ressourceneffizienz profitieren. Die Autoren plädieren daher dafür, die Art und Weise, wie Gebäude errichtet und betrieben werden, komplett neu zu denken: weg vom Prototypenbau und hin zur Lebenszyklusbetrachtung, dem digitalen Zwilling, dem Systembau mit Holz-Hybridmodulen und einer umfassenden Online-Plattform. Nur mit solch disruptiven, substanziellen Veränderungen kann sich die Baubranche zukunftsfähig transformieren, bevor das jemand anders tut.

Harald Professner, Hubert Rhomberg

2. Wärmeschutz

Unter dem Begriff Wärmeschutz werden alle Maßnahmen verstanden, die auf die Minimierung von Wärmeverlusten im Winter (energiesparender Wärmeschutz) und Wärmeeinträgen im Sommer (sommerlicher Wärmeschutz) bei Gebäuden abzielen. Weiterhin ist es die Aufgabe des Mindestwärmeschutzes, für ein behagliches und hygienisches Raumklima zu sorgen sowie Tauwasserbildung auf Bauteilinnenoberflächen zu vermeiden und das Risiko des Schimmelpilzwachstums zu minimieren.

Matthias Post, Peter Schmidt

8. Verordnungstexte

(Honorarordnung für Architekten und Ingenieure – HOAI)

Michael Christian Bschorr, Peter Bräuer

Application of weighted Latin hypercube sampling in stochastic modelling of shear strength of RC beams

Stochastic modelling and probabilistic analysis of concrete members are very time-demanding, especially for nonlinear finite element analysis of concrete structures. This paper presents an application of weighted Latin hypercube sampling method in stochastic modelling of shear strength of reinforced concrete beams, which takes into account the sensitivity factors regarding the behaviour of the considered system. The results show with only a few simulations the statistical values of the load-bearing capacities of concrete structures can be determined with high accuracy if weighted Latin hypercube sampling is used.

Ngoc Linh Tran, Khuong Le-Nguyen

Kapitel 3. Äussere Hüllen

Die Unterscheidung zwischen massiver und leichter Hüllkonstruktion gehört zum Standardrepertoire der Baufachsprache. Hierzu sind einige Anmerkungen zu machen.

José Luis Moro

Kapitel 2. Verbindungen

Fast alle Bauwerke setzen sich aus einer Vielzahl einzelner Bestandteile zusammen, die zu einem funktionsfähigen Ganzen zusammengefügt bzw. verbunden sind. Sowohl die Differenzierung in funktional unterschiedlich belegte Teile – wie Fenster und Mauer – als auch die bei der Herstellung zumeist unumgängliche Unterteilung der Baustruktur in kleinere gleichartige Segmente setzt ein Fügen bzw. Verbinden von Einzelteilen voraus. a b Anforderungen, die an das Gesamtbauwerk gestellt werden, gelten dabei ggf. auch für die einzelne Verbindung.

José Luis Moro

4. Einführung in nichtlineares Verhalten von Stabtragwerken

Die in den ersten drei Kapiteln behandelten Fragestellungen der Strukturmechanik waren auf lineares Systemverhalten beschränkt. In diesem Kapitel wird eine Erweiterung der Theorien für geometrisch und physikalisch nichtlineare Phänomene dargelegt. Nachdem zu Beginn die grundlegenden Unterschiede zwischen der Behandlung linearer und nichtlinearer Probleme diskutiert werden, werden die modifizierten Stabsteifigkeitsbeziehungen für den Fall der geometrischen Nichtlinearität hergeleitet und beispielhaft auf die Euler-Stabilitätsfälle angewandt.Eine erste einführende Formulierung für Probleme physikalischer Nichtlinearität wird mit elasto-plastischen Werkstoffgesetzen und dem damit abgeleiteten Fließgelenkverfahren vorgestellt.

Wilfried B. Krätzig, Reinhard Harte, Carsten Könke, Yuri S. Petryna

Kapitel 10. Flachgründungen

Flachgründungen übertragen die Lasten aus dem Bauwerk im Wesentlichen über eine in horizontaler Richtung ausgedehnte, ebene Gründungssohle in den Baugrund. Zu den Flachgründungen gehören Einzelfundamente Streifenfundamente Fundamentroste und Fundamentplatten.

Karl Morgen, Sonja Seegert

Kapitel 14. Tunnelbau und unterirdischer Hohlraumbau

Der Verkehrstunnelbau in Deutschland begann 1837. Es ging damals um den Bau von drei Eisenbahntunneln auf der Strecke Köln-Aachen: der 1620 m lange Königsdorfer Tunnel bei Groß-Königsdorf, der Ichenberger Tunnel bei Eschweiler und der Nirmer Tunnel bei Eilendorf. Alle drei Tunnel wurden bereits im Jahr 1841 in Betrieb genommen. Sie sind heute aufgeschlitzt bzw. durch Neubauten ersetzt. Der älteste noch in Betrieb befindliche Bahntunnel in Deutschland ist der 1843 eröffnete Buschtunnel bei Aachen.

Alfred Haack, Conrad Boley, Yashar Forouzandeh

3. Stabtragwerke

In ihren Grundzügen ist die Methode der finiten Elemente in der Stabstatik mit dem Drehwinkelverfahren identisch. Es ist die klassische Baustatik des Weggrößenverfahrens in modernem Gewand.

Friedel Hartmann, Casimir Katz

Heft 1/2018: Neue Geschäftsmodelle

Veränderungen müssen von der Unternehmensspitze nicht nur angestoßen werden, sondern dort beginnen, forderte einst Manager William Wiggenhorn von Motorola, bevor sein Konzern als Spielball auf Umwälzungswellen tanzte. Vorbei war da die Zeit, als seine Company als Erfinder des Autoradios gefeiert wurde, worauf erfolgreiche Jahre mit Funkgeräten und Unterhaltungselektronik folgten. Auch mit der Entwicklung von mobilen Telefonen und Mikroprozessoren errang Motorola erst eine führende Stellung. Die endete in Aufspaltung und Verkauf. Patente hält heute Google.

Thorsten Garber

Landschaftsarchitektur

‚Landschaftsarchitektur‘ als spezifischer Berufsstand und berufsspezifische Disziplin begegnet in Praxis und Theorie in Gestalt der drei Subdisziplinen Landschaftsplanung, Freiraumplanung und Landschaftsarchitektur im engeren Sinne einer Entwurfsdisziplin. Obwohl ‚Landschaft‘ in der Disziplinbezeichnung enthalten ist, bleibt unklar, wie die drei Disziplinen ungeachtet eines differenzierten Aufgabenspektrums zusammengehören. Ein Blick auf die Geschichte des Faches mit ihren Ursprüngen in literarischen Topoi, Landschaftsbildern, in der Gartenkunst, der Landesverschönerung und der Landespflege skizziert die historischen und systematischen Hintergründe der Dreiteilung und gibt Hinweise auf eine mögliche Integration.

Karsten Berr

Grundlagen

Innerhalb der zahlreichen baulichen Teilaufgaben, die eine Gebäudestruktur zur Sicherung ihrer dauerhaften Gebrauchstauglichkeit erfüllen muss, ist bei der Konzeption und anschließenden planerischen Ausarbeitung eines Gebäudes der elementaren Aufgabe der Kraftleitung im Primärtragwerk besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Im Gegensatz zu anderen Teilaufgaben, die oftmals im Wesentlichen auf Bauteilebene erfüllt werden und nur selten Auswirkungen auf den Gesamtentwurf haben, übt der Tragwerksentwurf auf der Hierarchieebene des Gesamtbauwerks einen dominanten Einfluss auf die Gebäudekonzeption und das architektonische Erscheinungsbild aus. Aus diesem Grund sollen die in Band 1 zum kraftleitenden Einzelbauteil angestellten Überlegungen in diesem Kapitel auf einer höheren hierarchischen Ebene im Zusammenhang des Primärtragwerks, oder maßgeblicher Grundmodule desselben, fortgeführt werden.

José Luis Moro

Typen

Die Matrizen in 4 bis 7 stellen den Versuch dar, Tragwerksformen nach einigen wenigen elementaren Unterscheidungskriterien zu ordnen. Stellvertretend für das Gesamttragwerk wird deren signifikantester Bestandteil, die Überdeckung, untersucht, und zwar differenziert hinsichtlich ihrer Form und der Art ihrer Lagerung. Hiermit wird kein Anspruch erhoben, die grenzenlose Vielfalt denkbarer Tragwerksformen zu erfassen.

José Luis Moro

Mauerwerksbau

Der Begriff der Bauweise wird in Kapitel I definiert und erläutert. In diesem und in den folgenden Unterkapiteln sollen einige für das heutige Baugeschehen repräsentative Bauweisen untersucht werden. Das Ziel dabei ist insbesondere, die Verknüpfung und den wechselseitigen Zusammenhang von.

José Luis Moro

Stahlbau

Eine frühe Blüte der Eisenindustrie begann in Indien um 2000 v. Chr. Die Kutubsäule in der Nähe von Delhi besteht aus fast chemisch reinem Roheisen. Sie wurde aus einzelnen Eisenblöcken zusammengeschmiedet. Sie datiert aus dem 9. Jh.v.Chr. Das Gewicht der Säule beträgt 17 000 kg, ihre Länge ca. 16 m. Bis heute zeigen sich keine Spuren von Korrosion.

José Luis Moro

Fertigteilbau

Parallel zur technischen Entwicklung des modernen Betons wurden bereits gegen Mitte des 19. Jh. erste Versuche unternommen, die Vorteile der Werksvorfertigung im Betonbau zu nutzen (1, 2). Frühe Fertigteil-Bausysteme wie die von W. H. Lascelles (1875) in Großbritannien suchten, in scharfer Konkurrenz zu den ebenfalls in Entwicklung befindlichen Stahlkonstruktionen, Nutzen aus den spezifischen Vorteilen des Werkstoffs, wie Brandsicherheit und Dauerhaftigkeit, zu ziehen.

José Luis Moro

Ortbetonbau

Die Bestrebungen, einen künstlichen Stein zu entwickeln, der im nicht abgebundenen Zustand frei formbar ist, gehen weit in der Geschichte zurück. Der anfängliche Einsatzzweck der plastischen Masse war vermutlich die Haftung und der Maßausgleich zwischen geschichteten Natur- oder Ziegelsteinen. In der weiteren Entwicklung wurde allerdings bereits in der Spätantike der regelmäßige Steinverband durch eine Mischung aus künstlicher Steinmasse und Zuschlag ersetzt, sodass Steine nur mehr weitgehend regellos im Beton eingebettet wurden.

José Luis Moro

3. Grundlagen der Tragwerksplanung, Sicherheitskonzept und Bemessungsregeln

Die Grundlagen der Tragwerksplanung, das Sicherheitskonzept sowie die allgemeinen Bemessungsregeln sind in DIN EN 1990 [1] geregelt. In Deutschland ist der zugehörige Nationale Anhang (DIN EN 1990/NA [2]) zu beachten. Außerdem ist die Änderung A1 zum Nationalen Anhang (DIN EN 1990/NA/A1 [3]) zu berücksichtigen, die brückenspezifische nationale Festlegungen enthält.

Peter Schmidt

2. Grundlagen

Allgemeine Begriffe und ihre Definitionen, die für die Anwendung der Normen gelten, in denen Einwirkungen und Lastannahmen geregelt sind und die in den Eurocodes (DIN EN 1990 bis DIN EN 1999 ([1–10]) verwendet werden, sind in Tab. 2.1 aufgeführt.

Peter Schmidt

Kapitel 7. Wasserspeicherung

Für die Wasserspeicherung waren bis 1998 ausschließlich die vom Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW) im damaligen Fachausschuss „Wasserbehälter“ entwickelten folgenden Arbeits- und Merkblätter ausschlaggebend.

Gerhard Merkl

Stahlprodukte

Das Siemens-Martin-Herdfrischverfahren wurde ursprünglich zum Einschmelzen von Schrott und Abfall aus Walzwerken entwickelt. Eine sogenannte Regenerativgasfeuerung ermöglicht eine Ofentemperatur von 1700°C. Stahl lässt sich dadurch kontrolliert mit einem bestimmten Kohlenstoff- und Legierungsgehalt erschmelzen.

José Luis Moro

Dauerhaftigkeit

exponentiell gestiegenen Komfortansprüchen – sind auch die in den letzten 25 Jahren explodierten Baukosten zu erklären, die inzwischen einen kritischen Denkprozess in Gang gesetzt haben.

José Luis Moro

Wichtige Neuerungen in bautechnischen Regelwerken – ein Überblick

Mit dieser Beitragsreihe werden die aus der Sicht eines in der Praxis tätigen Bausachverständigen wichtigsten Neuerungen in bautechnischen Regelwerken vorgestellt. Da innerhalb des letzten Jahres – seit meinem Vortrag im April 2017 – viele Regelwerke neu erschienen sind, kann im Vortrag nur auf einen Teil der Neuerungen eingegangen werden (Redaktionsschluss: April 2018).

Géraldine Liebert

Maßtoleranzen: Sind Passungen als Bewertungsgrundlage optischer Eigenschaften geeignet?

Maßtoleranzen und Angaben zu geometrischen Spezifikationen finden sich in einer Vielzahl von Einzelnormen aus dem Bestand des technischen Regelwerks.

Ralf Ertl

3. Historische Konstruktionen und Verbindungen

Seit den Anfängen des Holzbaus wurden die vielfältigsten Verbindungsarten entwickelt und ausgeführt. Schon vor unserer Zeitrechnung entwickelten Zimmerer Holzverbindungen, bei denen Holzstäbe mit gleichen oder verschiedenen Richtungen in Knotenpunkten zusammenstießen. Diese Verbindungen konnten keine nennenswerten Zugkräfte übertragen. Als älteste Verbindung ist die Verblattung bekannt; sie wurde ursprünglich mit Keilen gesichert. Später wurden die unterschiedlichsten Zapfenverbindungen entwickelt, anfangs ebenfallsverkeilt, dann mit Holznägeln gesichert.Der traditionelle Zimmermannsholzbau ist durch die Verbindungen geprägt, mit denen Holzstäbe (Balken, Sparren, Pfetten, Schwellen usw. aus Kant- oder Rundhölzern) zum Tragwerk „verbunden“ wurden. Diese Verbindungen waren „Stoßverbindungen“, bei denen die aufzunehmenden Kräfte nur durch Druckkontakt und gegebenenfalls durch Reibung übertragen werden.

Karin Lißner, Wolfgang Rug

Kapitel 34. Stahlbetontragwerke

Im Stahlbetonbau erfolgt die Bemessung nach Bruchschnittgrößen Mu,Nu, siehe Eurocode 2 [50] . Wenn hier die Teilsicherheitsbeiwerte für die Werkstoffeigenschaften und die Einwirkungen entsprechend berücksichtigt sind, ist die Querschnittstragfähigkeit mit dem Sicherheitsnachweis für den maßgebenden Lastfall ausgeschöpft. Die Fließgrenze der Schnittgrößen ist dagegen bei den Schnittgrößen My,Ny erreicht, die den Mpl,Npl bei Stahltragwerken entsprechen.

Dieter Dinkler

Anlagen

Die Grundleistungen bei Umweltverträglichkeitsstudien können in vier Leistungsphasen unterteilt und wie folgt in Prozentsätzen der Honorare in Nummer 1.1.2 bewertet werden. Die Bewertung der Leistungsphasen der Honorare erfolgt

Springer Fachmedien Wiesbaden

Teil 4 Fachplanung

(1) Leistungen der Tragwerksplanung sind die statische Fachplanung für die Objektplanung Gebäude und Ingenieurbauwerke. (2) Das Tragwerk bezeichnet das statische Gesamtsystem der miteinander verbundenen, lastabtragenden Konstruktionen, die für die Standsicherheit von Gebäuden, Ingenieurbauwerken, und Traggerüsten bei Ingenieurbauwerken maßgeblich sind.

Springer Fachmedien Wiesbaden

2. Baulicher Brandschutz

Der bauliche Brandschutz beinhaltet die brandschutztechnischen Anforderungen an raumabschließende Bauteile wie z. B. Wände oder Decken zur Trennung von Brandabschnitten oder Nutzungseinheiten (NE) sowie Öffnungen in diesen Bauteilen durch Türen, Fenster. Sie sind wichtig, um die Ausbreitung von Feuer und Rauch zu verhindern und die Rettung von Menschen und Tieren zu ermöglichen. Dabei hat die Ausbildung und Sicherung der baulichen Rettungswege, insbesondere der Schutz der Treppenräume vor Feuer und Rauch, oberste Priorität.

Adam Merschbacher

Fachplanung

Die Regelungen in § 49 definieren den Anwendungsbereich der Tragwerksplanung. Danach wird das Tragwerk als das Gesamtsystem der miteinander verbundenen lastabtragenden Konstruktionen, die für die Standsicherheit von Gebäuden maßgeblich sind, bezeichnet.

Klaus D. Siemon, Ralf Averhaus

Kapitel 23. Turmartige Bauwerke und Anlagen

Unter turmartigen Bauwerken werden hier freistehende Schornsteine, Türme, Hochhäuser, Wolkenkratzer u. a. verstanden. Wind und in seismischen Zonen Erdbeben sind die maßgebenden Einwirkungen. Bei solchen Tragwerken handelt es sich um Sonderbauwerke. Sie werden sowohl statisch wie dynamisch mit numerischen Methoden berechnet.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 24. Bodendynamik

Die Bodendynamik hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem eigenen Wissensgebiet herausgebildet. Einen Überblick geben monografische Darstellungen von Lorenz [1], Richart u. a. [2], Studer u. a. [3], Kramer [4], Wolf [5], Savidis [6] und Vrettos [7–9], sowie die Arbeiten [10-16].

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 22. Schwingungen von Seilabspannungen und Seiltragwerken

Seile und Seilkonstruktionen kommen in vielen Bereichen des Ingenieurwesens zur Anwendung. Aufgrund ihrer fehlenden Biegesteifigkeit sind sie in Verbindung mit ihrer geringen Masse häufig schwingungsanfällig. Einen Überblick über die historische Entwicklung von Seiltheorien gibt [1]. Im Folgenden werden die klassischen analytischen Verfahren zur Untersuchung von Seilschwingungen behandelt.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 20. Brückendynamik

Das Befahren einer Brücke ist ein instationärer dynamischer Vorgang, bewegen sich doch die mit Massenträgheit behaft eten Brückenbauteile und Fahrzeuge innerhalb der auft retenden Durchbiegungen auf und ab und ändern letztere fortlaufend ihre Stellung. Insbesondere bei Eisenbahnbrücken, bei denen das Verhältnis der Belastung zum Eigengewicht der Brücke hoch ist, kann dies zu erheblichen dynamischen Zusatzbeanspruchungen führen. Dies ist bereits seit den Anfängen des Eisenbahnbrückenbaus in der Mitte des 19.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 3. Grundlagen der Dynamik

Eine zusammenhängende Anhäufung von Punktmassen dm mit festliegender Bindung und Anordnung zueinander ergibt einen Körper. Nach der Art der Bindung werden starre und deformierbare Körper unterschieden. Ist die gegenseitige Anordnung unveränderlich, spricht man von einem starren Körper. Abb. 3.1a zeigt einen derartigen Körper in Form einer Wandscheibe auf elastischer Bettung.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 18. Schwingungsdämpfer

Neben den im vorangegangenen Abschnitt behandelten Techniken zur aktiven und passiven Schwingungs- und Stoßisolation stellt die Dämpfertechnik eine weitere wirkungsvolle Maßnahme zur Schwingungsabwehr dar. Sie wurde im Maschinenbau entwickelt und wird inzwischen auch in der Bautechnik – nach anfänglicher Zurückhaltung – mit Erfolg eingesetzt. Gemeint sind jene Maßnahmen, bei denen an die zu bedämpfende Konstruktion eine zusätzliche Masse angekoppelt wird.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 15. Bewertung von Vibrationen infolge von Schall, Erschütterungen und Stößen

Vibrationen pflanzen sich in festen, flüssigen und gasförmigen Medien in Form von Wellen, z. B. als Schall- oder Schwingungsenergie, fort. Die der Wellenfortpflanzung zugrunde liegende Physik hat in der Bautechnik im Schall-, Lärm- und Erschütterungsschutz auf der einen und in der Bauakustik auf der anderen Seite Bedeutung. Im ersten Falle geht es darum, die Lästigkeit störender Schall-, Lärmund Erschütterungsquellen aktiv oder passiv zu dämmen (Bauphysik), im anderen, die Hörbarkeit von Sprache und Musik in geschlossenen und offenen Räumen in definierter Weise zu beeinflussen (Bauakustik).

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 13. Seismische Schwingungserregung

Auf der Erde, die vor ca. 4,5 Mrd. Jahren durch Akkretion, d. h. Absturz und Verklumpung von Planetesimalen, entstand, laufen seither unablässig dynamische Prozesse ab. Die kalte, feste Erdkruste bewegt sich in Form von Platten (Tafeln, Schollen) auf dem oberen Mantel, der ca. 600 km dick ist und aus Olivin und Spinell besteht, gefolgt vom unteren Mantel (Perowskit) und dem metallischen Kern, . Abb. 13.1. Der Radius der Erde betragt ca. 6400 km. Die Erdkruste mit den Kontinenten und Meeren ist 30 bis 100 km dick, man nennt sie Lithosphäre. Mit den Platten verschieben sich die Kontinente. An den Rändern gleiten die Platten aneinander und übereinander und tauchen in den heißen Mantel ab. An den klaffenden Fugen tritt Magma auf und bildet neue Lithosphäre.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 12. Aerodynamische Schwingungsanregung

Bauwerke, insbesondere schlanke, turmartige, können durch Windeinwirkung zu Schwingungen angeregt werden. Die Ursache solcher Schwingungen kann sehr unterschiedlich sein. Hinsichtlich der aerodynamischen Schwingungsphänomene werden unterschieden

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 21. Stoßartige Beanspruchungen

Tritt in einem Tragwerk ein sprödbruchartiges Versagen eines Tragwerkteiles ein, so bedeutet das i. Allg. eine ernste Gefährdung der Tragsicherheit insgesamt. Grund des Versagens kann ein echter Sprödbruch sein (mehrachsiger Eigenspannungszustand, stoßartige Belastung, tiefe Temperatur), ein Bruch infolge Spannungsrisskorrosion oder ein Restbruch aus einem nicht entdeckten Ermüdungsriss heraus. Bei Schraubenverbindungen sind Brüche infolge Wasserstoffversprödung nach Feuerverzinkung bekannt geworden.

Christian Petersen, Horst Werkle

Kapitel 5. Terminmanagement

Der Anspruch an das Terminmanagement ist in den letzten Jahren stetig gewachsen. Immer kürzere Innovationszyklen innerhalb des Technologie- und Dienstleistungssektors wirken sich auch auf die Abwicklung von Bauprojekten aus. Um sich am Immobilienmarkt behaupten zu können, müssen Trends früh erkannt und mit einem adäquaten Angebot innerhalb kürzester Zeit beantwortet werden. Neben der kürzeren Zwischenfinanzierungsphase ist der Zeitpunkt des Markteintritts inzwischen für den Auftraggeber / Investor zu einem zentralen Investitionskriterium geworden.

Bernd Kochendörfer, Jens H. Liebchen, Markus G. Viering

6. Die Deterministik bei Auslegung, Konstruktion und Herstellung

Kap. 6 ist eines der Hauptkapitel und umfasst die deterministisch ingenieursmäßige Auslegung, Konstruktion und Herstellung der sicherheitstechnisch relevanten Komponenten und Systeme im Rahmen der historischen internationalen und nationalen Forschung und Entwicklung. Im Einzelnen werden eingehend betrachtet: der Sicherheitsbehälter und das äußere Containment, die Kernnotkühlung, die betriebliche Leittechnik und das Konzept der Berstsicherheit von Druckwasserreaktoren. Zahlreiche Beispiele internationaler und deutscher Reaktoranlagen machen das Geschehen anschaulich. Zuvor wird die Entstehung des umfangreichen deutschen untergesetzlichen Regelwerks im Zusammenwirken von Industrie, Wissenschaft und staatlichen Behörden dargelegt und die Sicherheitsebenen sowie die Klassifizierung der Stör- und Unfälle erläutert. Das amerikanische Konzept des “Größten Anzunehmenden Unfalls - GAU“ und die Auseinandersetzung um seine Bedeutung und Weiterentwicklung werden aufgezeigt. Die unterschiedliche amerikanische und deutsche Vorgehensweise bei der Standortauswahl für kerntechnische Anlagen wird geschildert.

Paul Laufs, Paul Laufs

3. Besonderheiten beim Bauen im Bestand

Die Aufwendungen für Bauleistungen im Bestand nehmen seit Jahren kontinuierlich zu und übersteigen mittlerweile das Neubauvolumen deutlich. Deshalb darf sich nachhaltiges Bauen nicht nur auf den Neubau beschränken. Beim Bauen im Bestand sind jedoch einige Besonderheiten zu beachten, die in diesem Kapitel erläutert werden. Zunächst werden die Begrifflichkeiten voneinander abgegrenzt und die Struktur des Gebäudebestands vorgestellt. Danach wird auf die Unterschiede zwischen Neubau- und Erneuerungsplanung sowie bauordnungsrechtliche Besonderheiten eingegangen. Abschließend werden Möglichkeiten zur Bildung von Erneuerungspaketen bzw. einer stufenweisen Erneuerung aufgezeigt.

Stefanie Friedrichsen

8. Stahlbeton und Spannbeton

14. Bauen im Bestand

Prof. Dr.-Ing. Uwe Weitkemper

15. Brandschutz

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weller, Prof. Dr.-Ing. Sylvia Heilmann

4. Lastannahmen, Einwirkungen

Prof. Dr.-Ing. Winfried Roos

3. Praxisbeispiel einer ganzheitlichen Sanierung

Um die gesammelten theoretischen Erkenntnisse und Anforderungen in einem praktischen Zusammenhang wiederzugeben, wird im Folgenden an einem Beispiel solch ein Sanierungsprozess mit seiner schrittweisen Annäherung an ein emissionsfreies Gebäude dargestellt. Die Sanierung beschreibt die meisten der typischen Problemstellungen, die bei Sanierungen auftreten. Erfahrungen werden beschrieben, die diesen Prozess erleichtert haben, aber auch Probleme aufgezeigt und Kompromisse, die unterwegs aus den unterschiedlichsten Gründen geschlossen werden mussten, geschildert. Beispielsweise hatte der Bauherr zum Schluss des Projektes schlicht keine Energie mehr, die letzten, noch verbliebenen Optimierungen durchzuführen, obwohl bereits alles geplant und ausgeschrieben war. Er beendete diesen Sanierungsschritt mit der Feststellung: Jetzt ist es genug! Auch den Planern ging es nicht anders, sodass diese Anweisung widerstandslos hingenommen wurde. Letztendlich wurden in dieser ersten Sanierungsrunde nicht 100 %, sondern nur 95 % der geplanten Maßnahmen umgesetzt, was nicht weiter dramatisch war. Es soll eine möglichst praxisnahe Darstellung dieses Projektes gegeben werden. Alle wichtigen Aspekte werden beleuchtet, um die gemachten Erfahrungen nutzbringend an Interessierte weiterzugeben und um dem emissionsfreien Gebäudebestand auf kürzestem Wege näherzukommen.

Stefan Oehler

Dämmen oder Erhalten? Zum Umgang mit Plattenverkleidungen denkmalwerter Architektur der Moderne

Die Denkmäler der Moderne kommen in die Jahre und stehen zur umfangreichen Sanierung an. Hinsichtlich der Fassadensanierung gibt es besondere Probleme wegen der komplexen Abhängigkeiten von Untergrund, Verankerung, energetischer Ertüchtigung und des Umgangs mit den Plattenverkleidungen. Aus der Perspektive der Denkmalpflege hat der Erhalt der hochwertvollen bauzeitlichen Plattenfassaden absolute Priorität

Roswitha Kaiser

3. Fugen

Nicht nur Baufachleute können sich unter „Fugen“ am Bauwerk etwas vorstellen, aber oftmals ohne diese Sachverhalte genauer beschreiben und eingrenzen zu können. In früherer Baugeschichte wurden die Fugen oft gestalterisch besonders betont, wie Zierverbände des Mauerwerkes oder Kapitelle als Übergang von Säule zum Sturz zeigen, und es gab damals eigentlich nur die Möglichkeit, die Fugen starr mit Mörtel, Bitumen oder Kitten auszufüllen.

Dr. Winfried Förster

2. Sicherheitskonzept

Die Aufgabe bei der Tragwerksplanung besteht darin, das Tragwerk so zu planen, dass es während der vorgesehenen Nutzungsdauer, im Normalfall statistisch betrachtet ca. 50 Jahre, mit einer ausreichend großen Zuverlässigkeit, unter Beachtung wirtschaftlicher Gesichtspunkte bei der Herstellung und Unterhaltung, den möglichen Einflüssen und Einwirkungen standhält sowie die geforderten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit erfüllt.

Horst Herrmann, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krings

9. Stahlbeton-Bauteile

Die Bezeichnung „Stahlbeton“ besagt, dass dieser Baustoff aus Stahl und Beton besteht. Beton ist bekanntlich ein Gemenge aus Gesteinskörnern verschiedener Größe, die unter Zugabe von Wasser durch Zement miteinander verkittet sind. Bei sorgfältiger Herstellung wird Beton sehr druckfest, und zwar um so mehr, je weniger Hohlräume er enthält. Weil die einzelnen Gesteinskörner allein durch die Klebkraft des Zements miteinander verbunden sind, kann jedoch Beton nur geringe Zugkräfte aufnehmen. Die Vorschriften verbieten daher jegliche Zuweisung von Zugkräften an den Beton. Dies ist Aufgabe der Bewehrung mit Stahl, der sehr zugfest ist.

Horst Herrmann, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krings

12. Zusammenfassung und Resümee

ENTRIA untersucht neben der Tiefenlagerung ohne und mit Vorkehrungen zur Rückholbarkeit die langfristige Oberflächenlagerung als eine von drei technischen Lageroptionen. Das Teilprojekt Oberflächenlagerung ist in der Projektstruktur mit den drei Teilprojekten Ethisch-moralische Begründung, rechtliche Voraussetzungen und Implikationen, Technikfolgenabschätzung und Governance und Interdisziplinäre Risikoforschung verknüpft. Im Rahmen der interdisziplinären Zusammenarbeit wurden wichtige Schnittstellen identifiziert, aus denen Bewertungskriterien für die Option der langfristigen Oberflächenlagerung abgeleitet werden können. Der vorliegende Band ist ein Ergebnis dieser Zusammenarbeit, in dem disziplinäre Teilaspekte beleuchtet werden, die zur Gesamtbewertung der technischen Option Oberflächenlagerung beitragen können.

Franziska Semper, Manuel Reichardt, Dennis Köhnke

Chapter 16. Lebenszyklus von Immobilien

In allen Bereichen des Immobilienmanagements hat sich die grundlegende Erkenntnis durchgesetzt, dass Immobilien über ihren gesamten Lebenszyklus geplant und bewirtschaftet werden müssen. Insbesondere im Facility Management ist eine Lebenszyklusbetrachtung seit Längerem geläufig und kombiniert technische und wirtschaftliche Aspekte von Gebäuden und Anlagen (siehe Beitrag C6). Erkenntnisse hieraus werden zunehmend auch in andere Bereiche des Immobilienmanagements transportiert.

Björn-Martin Kurzrock

Chapter 7. FB-Bemessung

Mit Hilfe der statischen Berechnung werden die Kräfte und Momente in einem System (Bauwerk oder Bauteil) ermittelt, das in die Natur umgesetzt werden soll. Es ist also die Anforderung der Belastung aus der Statik bekannt, es muss jetzt nur noch der richtige Werkstoff und dessen Dimension gefunden werden, der diesen Anforderungen entspricht. Diese Umsetzung der Kräfte und Momente in Materialien und deren Abmessungen nennt man Bemessung.

Bernhard Wietek

Chapter 6. FB-Eigenschaften

Der Baustoff Faserbeton besteht aus zwei unterschiedlichen Materialien, dem Beton und der Faser. Zusammen sind sie ein Verbundbaustoff, dessen Eigenschaften sich aus den beiden Grundmaterialien zusammensetzt.

Bernhard Wietek

Chapter 1. Einführung

Beschäftigt man sich mit einem Baustoff und setzt ihn in der Praxis bei einem Bauwerk ein, so ist es interessant und auch notwendig zu wissen, wie der Baustoff entstanden ist, wie er sich im Umfeld verhält und auch wie er von der Fachwelt bewertet wird. Auch die allgemeine Anerkennung eines Baustoffes in der gegebenen Zeit ist immer wieder eine Diskussion wert.

Bernhard Wietek

Chapter 5. Chemie wichtiger Baumetalle

Physikalisch-chemische Eigenschaften. Eisen (Fe) ist in der Erdkruste nach Aluminium das zweithäufigste Metall, als Gebrauchsmetall steht es jedoch an erster Stelle. Mit einer Dichte von $$ {\uprho = 7,87}\,\,\,\text{g/cm}^{\text{3}} $$ gehört es zu den Schwermetallen (Schwermetalle: $$ \uprho\,\text{ > 5}\,\,\,\text{g/cm}^{\text{3}} $$). Wegen seines unedlen Charakters tritt es in der Lithosphäre kaum in gediegener Form, sondern meist gebunden auf, z.B. in Oxiden, Sulfiden und Carbonaten.

Roland Benedix

Chapter 6. Chemie nichtmetallisch-anorganischer Baustoffe

Die äußerste Schicht unserer Erde ist aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine aufgebaut, die sich über lange geologische Zeiträume hinweg gebildet haben. Von der Art der bei der Bildung der Gesteine ablaufenden physikalischen oder chemischen Vorgänge hängen ihre Struktur und ihr Aufbau und damit ihre Gebrauchseigenschaften ab.

Roland Benedix

17. Die richtigen Mitarbeiter finden: Berufsbildung und HR-Management

Qualifizierte Fachkräfte stellen einen wichtigen Faktor für die Eintrittsentscheidung in einen Markt dar. Eine der am häufigsten genannten Hemmnisse für eine Investition in Afrika, ist deren Mangel. Vor allem für deutsche Unternehmen ist es wichtig mit ausgebildetem Personal die höhere Produktivität und Lebensdauer ihrer Produkte und Maschinen zu erreichen, um den meist höheren Investitionskosten im Marktvergleich Rechnung zu tragen und einen kosten- und zeiteffizienten After Sales Service anbieten zu können. Doch in vielen Ländern Afrikas ist diese Voraussetzung von qualifizierten Fachkräften noch nicht geschaffen. Folgendes Kapitel gibt einen Überblick über den wachsenden Bedarf an Fachkräften, die aktuelle Situation in der Berufsbildung, sowie Lösungsansätze zur Reduzierung der Lücke zwischen Angebot und Nachfrage an Fachkräften aus Sicht eines deutschen Anbieters für Aus- und Weiterbildungslösungen in Afrika.

Annette Bauer, Heinz-Joachim Kühnrich

Chapter 4. Verbauungen

Diese werden hauptsächlich für die Sicherung von Baugruben, sowie Uferverbauungen und vertikalen Geländesprüngen verwendet.

Bernhard Wietek

Zur Moral des Bauens, Wohnens und Gebauten

In allen Lebensbereichen, in denen wir uns zurechtfinden und handeln müssen, orientieren wir unser Handeln implizit oder explizit auch an moralischen Maßstäben. Wollen wir nicht nur über individuelle Handlungen in privaten Zusammenhängen (Blumengießen, einen Gartenzaun streichen), auch nicht nur über einmaliges gemeinsames Handeln (gemeinsame Anlage eines Blumenbeetes, gemeinsamer Besuch der Niagarafälle), sondern auch über „regelmäßig, regelgeleitet und personeninvariant aktualisierte Handlungszusammenhänge“ sprechen, dann können solche lebensweltlich-vortheoretischen Handlungszusammenhänge als „Praxen“ (Hartmann/Janich 1996, S. 37) bezeichnet werden.

Karsten Berr

Korrosionsschutz in Tiefgaragen: Stand der anerkannten Regeln der Technik

Da Parkhäuser und Tiefgaragen einer besonderen Exposition mit Chloriden und somit einer erhöhten Gefährdung durch Bewehrungskorrosion ausgesetzt sind, werden an ihre Planung und Ausführung erhöhte Anforderungen gestellt. Auch wenn die Schädigungsmechanismen und grundsätzlichen Abläufe schon seit Jahren bekannt sind, kommt es immer noch häufig bei der Bewertung möglicher Risiken und Schäden sowohl bei der Planung von neuen Anlagen als auch bei Instandsetzungsmaßnahmen zu erheblichen Fehleinschätzungen.

Dr.-Ing. Jürgen Warkus

5. Methoden der Systemgestaltung

Gerade in Zeiten wachsender Herausforderungen durch die Energiepolitik ist der volkswirtschaftlich sinnvollen und nachhaltigen Systementwicklung besonderes Augenmerk zu widmen. Die Grundsatzplanung kann auf Basis vielfältiger Szenarien robuste Entwicklungsstrategien für das Verteilnetz herleiten. Sie beschäftigt sich auch mit der langfristigen Systemerneuerung, die für viele Netzbetreiber von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist. Wichtig ist die unternehmensweite Festlegung zweckmäßiger Gestaltungsgrundsätze und Systemstandards als Basis für alle operativen Planungstätigkeiten. In der Strukturplanung werden konkrete Standorte und Hauptparameter für Umspannwerke und Transformatorstationen festgelegt und die wesentlichen Anlagenstrukturen festgelegt. Die realen Netzstrukturen werden in der Praxis häufig mittels Zielnetzplanung und dynamischer Restrukturierung geplant, eine große Vielfalt an Optimierungsmethoden kann eingesetzt werden. Die Projekt- oder Ausführungsplanung muss die Grundsatzüberlegungen vor allem hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit bei der Detailplanung einzelner Anlagen und Leitungen konkret umsetzen. Eine Reihe systemorientierter Auslegungsdetails wird diskutiert, um das Verständnis für eine ganzheitliche Sichtweise zu fördern.

Alfons Sillaber

Analyzing Microstructure and Damage in Construction Materials with 3D Micro CT

This poster presentation gives an overview of the great potential of X-ray micro computed tomography (CT) to cast light on the evolution of the microstructure in construction materials. Prevention of damage is of major economic and social importance in the development of suitable construction materials such as concrete and asphalt. Therefore a non-destructive testing method such as CT is an appropriate tool for visualization of the inner structure. Its combination with other test methods allows understanding the damage processes such as crack propagation or corrosion. We show examples of internal structure analyses on a wide range of materials: Automatic 3D crack detection and the visualization of corrosion products inside of steel reinforced concrete, pore and shape analysis of lightweight aggregates and the visualization of deformation of high-pressure loaded aerated concrete specimens, distribution of aggregates inside concrete, and determination of the surface of porous asphalt core samples. Segmented structures serve, e.g., as input data for simulation of transport phenomena or virtual load tests.

Dietmar Meinel, Andreas Staude, Karsten Ehrig

Wortlaut: Verordnung über die Honorare für Architekten- und Ingenieurleistungen (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure – HOAI) Vom 10. Juli 2013

Diese Verordnung regelt die Berechnung der Entgelte für die Grundleistungen der Architekten und Architektinnen und der Ingenieure und Ingenieurinnen (Auftragnehmer oder Auftragnehmerinnen) mit Sitz im Inland, soweit die Grundleistungen durch diese Verordnung erfasst und vom Inland aus erbracht werden.

Rudolf Jochem, Wolfgang Kaufhold

Kommentar: Vorbemerkungen

Seit 1950 galt die Gebührenordnung für Architekten (GOA) im Wesentlichen unverändert als Höchstpreisverordnung. Mit Inkrafttreten der ersten HOAI 1977 am 01.01.1977 wurde sie aufgehoben und abgelöst. Für Architektenleistungen bei raumbildenden Ausbauten und Freianlagen, städtebaulichen und landschaftsplanerischen Leistungen sowie Ingenieurleistungen für Tragwerksplanung wurde mit der HOAI erstmals ein Honorarrecht auf gesetzlicher Grundlage geschaffen.

Rudolf Jochem, Wolfgang Kaufhold

8. Baukostenplanung in der Praxis

Die Regelungen der DIN 276 und HOAI sind oben beschrieben worden. Soweit darüber hinaus Kosten anfallen, die nicht in der Systematik der DIN 276 enthalten sind, aber Einfluss auf die Baukosten ausüben können, ist zu Beginn der Planung zu regeln, wie mit diesen externen Kosten vertraglich und hinsichtlich der Kostenplanung und Koordination bzw. Integration umzugehen ist.Darüber hinaus stehen folgende weitere Themen bei der Baukostenermittlung häufig im Mittelpunkt: Typisches Problem der erstgenannten Zahl,Reihenfolge der Bearbeitung: Planungsinformationen (Input) und daran anschließende Kostenermittlungen (Output) oder umgekehrt.Häufig wird eine Kostenaussage erwartet, ohne dass ausreichende Planungsinformationen erarbeitet sind oder vorliegen. Die erstgenannte Zahl bildet dann (ungewollt) Grundlage und Maßstab für die weitere Zusammenarbeit beim Projekt. Dass dieser erstgenannten Zahl sehr häufig nur marginale kalkulatorisch verwendbare Angaben zum Projektziel zugrunde liegen, wird im Verlauf der Planungsvertiefung häufig vergessen.Es ist daher zentrale Aufgabe des Planers, die Grundlagen, auf denen die erstgenannte Zahl basiert, in „untrennbaren“ Zusammenhang mit der erstgenannten Zahl zu erfassen und gemeinsam als Ergebnis der ersten Planungsschritte vorzulegen. Nur damit sind spätere Abweichungen verständlich und dauerhaft nachvollziehbar.Die Abfolge von Planungsinformationen und anschließender Kostenermittlung ist zentraler Aspekt der Baukostenplanung. Die vorgenannte Abfolge, die sich besonders in der Mitwirkungspflicht des Auftraggebers zeigt, ist der Regelfall.

Klaus D. Siemon

14. Gesetzliche Einheiten, Zahlenwerte, DVGW-Regelwerk, DIN-Normen u.ä.

Gesetz über Einheiten im Messwesen (MessEinhG), Neufassung vom 22.02.1985 zuletzt geändert durch Art.114 Verordnung vom 25.11.2003 (s. Abschn. 14.8.2)

Dipl.-Ing. Joachim Rautenberg

6. Wasserspeicherung

Fast bei jeder WV-Anlage ist ein Bauteil erforderlich, das zur Speicherung von Wasser dient. Hierfür werden im Durchschnitt ca. 5–10 % der Gesamtkosten investiert, je nachdem, ob es eine große oder kleine WV-Anlage ist. Die Speicherung hat folgende Aufgaben einzeln oder z.T. gemeinsam zu erfüllen: 1.)Ausgleich der Verbrauchs Schwankungen und Abdeckung von Verbrauchsspitzen2.)Ausgleich zwischen Vor- und Hauptförderung3.)Einhalten der erforderlichen festgelegten Druckbereiche4.)Überbrücken von Betriebsstörungen5.)Bereithalten von Löschwasser6.)Druckzoneneinteilung7.)Verwendung als Misch-, Filter- und Absetzbecken8.)Ausgleich der Abflüsse eines oberirdischen Gewässers in einer Trinkwassertalsperre

Dr.-Ing. Gerhard Merkl

Chapter 3. Geschossbau

Die Grundaufgabe des Tragwerksplaners im Stahlhochbau besteht in Entwurf und Bemessung eines Tragwerkes zur Unterstützung von Geschossdecken, welche in der Regel als Stahlbetonplatten ausgeführt werden. Bauelemente des Stahlbaus sind Deckenträger, Unterzüge, Stützen und Aussteifungskonstruktionen wie Rahmen und Verbände. Da die Stahlprofile ausnahmslos stabförmige Bauteile im Sinne der Statik darstellen, werden Geschossbauten mit Stahltragwerken auch als Stahlskelettbauten bezeichnet.

Manuel Krahwinkel, Rolf Kindmann

1. Größen, Formeln, Bemessung

Das Kapitel 1 vermittelt eine Übersicht für den schnellen Gebrauch von Größen, Einheiten und Zeichen. Es folgt die Darstellung wichtiger Grundlagen der Mathematik, Lastannahmen und einfacher statischer Systeme. Schließlich werden Hinweise zu charakteristischen Festigkeiten und Tragfähigkeitsnachweisen für Berechnungen im Mauerwerk, Holz- und Stahlbau sowie Stahlbetonbau gegeben. Für eine weitere Vertiefung des Themas empfiehlt sich der Wendehorst Bautechnische Zahlentafel

Dipl.-Ing., Dipl.-Kfm. Joachim Martin, Dipl.-Ing. Angelika Martin

5. Baukosten und Finanzierung

Nach der für die Kostenermittlung von Hochbauten notwendigen Darstellung der Grundlagen zur Berechnung der Flächen- und Rauminhalte (Normen und Verordnungen) werden die Kostengruppen nach Kostengliederung der DIN 276 eingehend dargestellt. Die für eine aktuelle oder zurückliegende Ermittlung der Kostenrichtwerte erforderliche Anwendung der Baupreisindizes für die Bauwirtschaft wird mit umfangreichem statistischen Datenmaterial ermöglicht. Ebenso werden dann mithilfe der in umfangreichen statistischen Daten dargestellten Kostenkennwerten gemäß NHK 2010 die Herstellkosten von Hochbauten ermittelt, wobei der Anteil einzelner Leistungen oder Gewerke mittels Wägungsanteile bestimmbar ist. Die Kostenschätzung für Ingenieurbauwerke erfolgt nach den Richtwerten für deren spezifischen und geschätzten Materialverbrauch.Die Kosten für Beratende Ingenieurleistungen bestimmen sich nach der HOAI, wobei hier die beiden in der späteren Berufspraxis der Studierenden des Bauingenieurwesens möglicherweise öfters vorkommenden Leistungsbilder besonders hervorgehoben werden, nämlich die Bauleitplanung sowie die Tragwerksplanung.Zwecks Ermittlung der Kosten der Baunebenleistungen (KG 700) wird mithilfe der Verwaltungsgebührenordnung die Ermittlung der Gebühren der Behörden sowie mithilfe des Gerichts- und Notarkostengesetzes die Gebühren für Gerichte und Notare ermöglicht.Die Ermittlung des Bodenwertes unbebauter Grundstücke wird mithilfe des Bodenrichtwertes nach der Immobilienverordnung dargestellt; die Wertermittlung von Grundstücken und Gebäuden erfolgt mithilfe der in der neuen Immobilienwertermittlungsverordnung dargestellten Sachwert- , Ertragswert,- und Vergleichswertverfahren. Zur Ermittlung der Finanzierungskosten baulicher Anlagen werden umfangreiche statistische Datenreihen zur Verfügung gestellt und die Möglichkeiten privater Finanzierungs- und Besicherungsinstrumente und deren vergleichende Konditionen aufgezeigt. Für die Finanzierung von Bau und Betrieb Öffentlicher Bauten werden verschiedene Modelle der Private Public Partnership (Betreiberoder ÖPP-Modelle) im Überblick dargestellt.Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen von Gebäuden erfolgt durch eine eingehende Beschäftigung mit den Kapitalkosten, den Bewirtschaftungskosten, den Betriebskosten, den Instandhaltungs-, Modernisierungs- und Reparaturkosten, den Verwaltungskosten sowie den Baunutzungskosten.

Prof. Dipl.-Ing., Dipl.-Wirt.-Ing. Karl-Helmut Schlösser

4. Bauwirtschaft und Baurecht

Die Leistungen der Bauwirtschaft und deren wirtschaftliche Bedeutung in Deutschland werden anhand einer Vielzahl statistischer Daten verdeutlicht. Die im Vergleich zu anderen Wirtschaftsbereichen auftretenden branchenspezifischen Besonderheiten der Bauwirtschaft werden anhand von verschiedenen Kriterien herausgearbeitet. Das Zusammenspiel der einzelnen Akteure des Sektors und die dabei sich ergebenden bzw. zu beachtenden Rechts- und Vertragsgrundlagen werden dargestellt. Aufgrund der meist erheblichen Höhe des eingesetzten Kapitals aufseiten der Auftraggeber, aber auch seitens der Bauunternehmen während der Bauausführung sowie der besonderen Verantwortung der Beratenden Ingenieure werden auch notwendige Formen der Risikoabsicherungen und der in der Branche üblichen und teilweise vorgeschriebenen Versicherungsmöglichkeiten angesprochen. Intensive Beachtung finden auch die Auswirkungen des Öffentlichen Baurechts (Baugesetzbuch, Bauordnung NRW, Baunutzungsverordnung) auf Planung, Bau und Betrieb baulicher Anlagen und der dabei verwendeten Bauprodukte.

Prof. Dipl.-Ing., Dipl.-Wirt.-Ing. Karl-Helmut Schlösser

7. Wie sieht die Ökostadt von morgen aus und welche Wege führen dahin?

Dieses Kapitel greift die große Vision der ökologischen Zukunftsstadt auf und beschreibt ihre Wurzeln, Zugänge und Umsetzungen. Im ersten Abschnitt werden ideale Städte als Leitbilder definiert und beschrieben. Es wird gezeigt, dass die Moderne als Initiator funktionaler und effizienter Stadtentwicklung bestehende Ansätze aufgriff und weiterentwickelte. Darauf baute das Leitbild der sogenannten Nachhaltigen Stadt des 21. Jahrhunderts auf, deren Interpretation vielfältig ist, ökologische Komponenten einschließt und verbindlicher Beurteilungs- und Gestaltungskriterien bedarf. Im Abschnitt  2 werden die Kriterien, die das Konzept von Ökostädten bilden, näher erläutert. Es soll deutlich werden, dass, je nach Perspektive und bezogen auf Naturprozesse („ökologische“ Kriterien) eine große Zahl von Kriterien oder auch nur wenige herangezogen werden können. Im 3. Abschnitt wird das Leitbild Ökostadt anhand von Beispielen in Neubauprojekten „von oben“ und in Stadtteilprojekten und in Aktionen zu mehr Freiraum und Natur „von unten“ vorgestellt. Das Leitbild Ökostadt nimmt so reale Gestalt an, kann aus verschiedener Perspektive beurteilt werden und ist damit in jedem einzelnen Projekt neu zu definieren. Es wird gezeigt, dass die große Vision der Ökostadt oftmals sicher ambitioniert und in jedem Einzelprojekt neu zu definieren ist, dass es aber auch auf in kleinen Schritten angestrebt werden kann. So entsteht ein aufbauender Zugang zum Thema, der die Vision zu einem praktisch handhabbaren Projekt werden lässt.

Jürgen Breuste

7. Stützen

Stützen dienen in der Regel zum Abtrag vertikaler Lasten. Diese werden aus Dachbindern, Deckenträgern, Unterzügen, Kranbahnträgern oder anderen, horizontalen Bauteilen in die Stützen abgeleitet und führen dort zu einer Druckbeanspruchung. Je nach Art der Gebäudeaussteifung und der Anschlussausbildung zwischen den horizontalen Bauteilen und den Stützen kommt hierzu noch eine Biegebeanspruchung, die bei Außenstützen auch durch Windkräfte verursacht sein kann.

Prof. Dr.-Ing. Wolfram Lohse, Prof. Dr.-Ing. Jörg Laumann, Prof. Dr.-Ing. Christian Wolf

2. Schnittgrößen und zugehörige Spannungen in Stabquerschnitten

In unseren bisherigen Betrachtungen ist die Frage nach der Beanspruchung von Bauteilen nur am Rande erwähnt worden. Ihre Beantwortung stellt zwar nicht das Endziel unserer Bemühungen dar, ist jedoch im Hinblick auf die Notwendigkeit, Bauteile zu entwerfen und wirtschaftlich zu bemessen, von entscheidender Wichtigkeit. Tatsächlich gibt ihre Behandlung einem großen Teil der bisher angestellten Untersuchungen erst ihren Sinn. Während nämlich die Kenntnis der Stützgrößen eines Bauteils für sich als wünschenswert erkennbar ist, konnte die Kenntnis der Schnittgrößen bisher nicht konkret verwertet werden.

Otto Wetzell, Wolfgang Krings

6. Ergänzungen

Für die Berechnung und Ausführung von Mauerwerk ist in der Bundesrepublik die DIN 1053 maßgebend. Nach dieser Vorschrift soll die Zugfestigkeit des Mauerwerks i. A. nicht in Rechnung gestellt werden. Das bedeutet, dass in einem Querschnitt eines Bauteils aus Mauerwerk nur Druckspannungen auftreten bzw. rechnerisch auftreten dürfen. Wie können diese Druckspannungen ermittelt werden? Nun, zunächst stellen wir fest, dass auch bei Bauteilen aus Mauerwerk die Hypothese vom Ebenbleiben der Querschnitte sich bestätigt hat und also verwendet werden kann. Das bedeutet, dass die Dehnungen bzw.

Otto Wetzell, Wolfgang Krings

1. Grundlagen der Festigkeitslehre

In diesem Kapitel werden wir zunächst eine Reihe von Begriffen einführen und definieren müssen. Dann wird gezeigt werden, dass man über die Beanspruchung eines Körpers, über die Spannungsverteilung in ihm nichts aussagen kann, ohne das Formänderungsverhalten des Baustoffes, aus dem er besteht, zu kennen. Deshalb werden für die wichtigsten konstruktiven Baustoffe Stahl, Holz und Beton und deren Kennwerte angesprochen.

Otto Wetzell, Wolfgang Krings

Das LifeCycle Tower-System – ein erprobtes Modell für ressourcen- und energieeffizientes Bauen mit Holz im urbanen Raum

Die Energiewende, d. h. der Ausstieg aus der atomaren und fossilen Energiewirtschaft und eine 100 %-Energieversorgung durch erneuerbare Energien (künftig mit EE abgekürzt) ist eines der wichtigsten Vorreiterprojekte des gesellschaftlichen Transformationsprozesses zu einem nachhaltigen Wirtschaften. Gelingt sie nicht, gibt es auch keine Nachhaltigkeit. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, welche Kernthemen aus gesellschaftlicher Sicht und aus Sicht der Unternehmen wesentlich für eine Nachhaltige Energiewirtschaft sind. Wo sollten und können Unternehmen Verantwortung übernehmen? Wo sind zusätzliche Leitplanken notwendig?

Hubert Rhomberg

4. Finite-Element-Methode für Flächentragwerke

Die hohe Leistungsfähigkeit der Finite-Element-Methode im Ingenieurbau zeigt sich vor allem bei Flächentragwerken. Die Bezeichnung „Finites Element“ wurde daher auch ursprünglich ausschließlich für Flächen- und Raumtragwerke, d. h. für Scheiben, Platten, Schalen und räumliche Kontinua verwendet. Im Unterschied zu den bisher betrachteten Stabwerken handelt es sich aber hierbei nicht mehr um eine mathematisch exakte Methode, sondern um ein Näherungsverfahren.

6. Nichtlineare Finite-Element-Methode

Ein Tragwerksmodell wird beschrieben durch seine Geometrie, die Topologie und die mechanischen Eigenschaften der Tragwerkselemente, die Auflagerbedingungen und die Lasten. Bei linearen Systemen sind die Geometrie, die Elementtopologie, die Auflagerbedingungen und die Lasten fest vorgegeben, während zwischen den an den Tragwerkselementen wirkenden Kräften und den Verformungen ein linearer Zusammenhang besteht. Bei einer genaueren Betrachtung können aber alle in der Regel als fest vorgegeben Größen durchaus auch veränderlich sein und die Kraft-Verformungs-Beziehungen der Tragwerkselemente nichtlinear werden. Berücksichtigt man beispielsweise die Änderung der Geometrie infolge der Verformung eines Tragwerks bei den Gleichgewichtsbedingungen spricht man von geometrischer Nichtlinearität, Bild 6-1. Auch die Topologie eines System kann sich, etwa durch Ausfallen eines Zugstabes bei Druckbelastung, ändern. Man spricht in diesem Fall von veränderlichen Systemen, Bild 6-2a. Die Lagerbedingungen können ebenfalls von der Beanspruchung abhängen, etwa bei Kontaktproblemen wie Fundamenten mit klaffender Bodenfuge, Bild 6-2b. Bei materieller Nichtlinearität ist der Zusammenhang zwischen den Kräften und den Verformungen der Elemente nichtlinear und somit das Hooke’sche Gesetz nicht mehr gültig, Bild 6-3. Selbst Lasten können ihre Größe und Richtung in Abhängigkeit von den Systemverformungen ändern. All diese Effekte können gleichzeitig und zwar bei statischen wie auch bei dynamischen Beanspruchungen auftreten. Ein Überblick über die Behandlung nichtlinearer Finite-Element-Probleme ist in [6.1] und [6.2] enthalten.

1. Baubetriebsplanung

Im ersten Band der Grundlagen der Baubetriebslehre wurde zunächst ein allgemeiner Überblick über die Strukturen der Bauwirtschaft und die am Bauen Beteiligten gegeben. Daran anschließend wurden die ersten Phasen der Projektabwicklung bis zur Auftragsvergabe ausführlich dargestellt. Dies umfasste vor allem die Ausschreibung und die Vergabe sowie den Bereich der Kalkulationen. Hier wurden umfassende Einblicke in die Thematik der Preisermittlung gegeben. Abschließend geht der erste Band auf die Angebotsbearbeitung als wesentliche Aufgabe der ausführenden Unternehmen ein.

8. Fugenabdichtungen, Kleber und Verankerungsmörtel

Bisher wurden in den Kapiteln 5, 6 und 7 die Stoffe beschrieben, die im großen Umfang für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen eingesetzt werden. Zusätzlich gibt es eine Reihe weiterer Materialien, die nicht in RL-SIB, ZTV-ING, ZTV-W oder EN 1504, sondern anderen Regelwerken enthalten sind, die auch den Neubau betreffen. Diese können im Rahmen dieses Buches nicht komplett dargestellt werden.

11. Anhang

1. Einführung

Das Buch soll den Einstieg in di e Bearbeitung von Stahlbetonbauten erleichtern. Dazu werden die wesentlichen Nachweise und Konstruktionsregeln im Stahlbetonbau vermittelt. Spannbetonbauteile, Bauteile aus Leichtbeton und hochfestem Bet on bleiben unberücksichtigt. Alle Beispiele beziehen sich auf Stahlbetonbauteile aus Normalbeton der Festigkeitsklassen bis C50/60. In der Regel werden die Schnittgrößen vorgegeben, Basis ist die linear-elastische Berechnung mit oder ohne Momentenumlagerung.

10. Fertigteile — Konsole, ausgeklinktes Trägerende

Im Fertigteilbau sind die Balken in der Regel Einfeldträger und die Stützen laufen über mehrere Geschosse durch. Die Balkenlasten werden über Konsolen in die Stütze eingeleitet. Häufig werden Balken am Ende ausgeschnitten — üblich ist der Begriff „ausgeklinktes Trägerende“, damit die lichte Raumhöhe nicht durch die Konsole eingeschränkt wird. Die Kraftübertragung vom Ba lken in die Stütze lässt sich mit Hilfe eines Stabwerkmodells einfach nachweisen. Die Hauptaufgabe besteht darin, die erforderlic he Bewehrung konstruktiv sinnvoll auzuordnen und ausreichend zu verankern.

9. Chemie nichtmetallisch-anorganischer Baustoffe

Die äußerste Schicht unserer Erde ist aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine aufgebaut, die sich über lange geologische Zeiträume hinweg gebildet haben. Von der Art der bei der Bildung der Gesteine ablaufenden physikalischen oder chemischen Vorgänge hängen Struktur und Aufbau und damit die Gebrauchseigenschaften eines Gesteins ab, wie z.B. Härte, Druckfestigkeit, Porosität und Wasseraufnahmevermögen.

6. Ausbildung von Bauten aus wasserundurchlässigem Beton

Für die Dichtigkeit von Bauwerken oder Bauteilen ist außer der Verwendung geeigneter Abdichtungsstoffe auch eine günstige Konstruktion von Bedeutung. Sofern die Abdichtung nicht nach DIN 18195 „Bauwerksabdichtungen“ mit den dort genannten Stoffen erfolgt (z.B. Bitumen- oder Kunststoffdichtungsbahnen) oder Sonderabdichtungen zum Einsatz kommen, ist die Abdichtung mit Beton auszuführen, der einen hohen Wassereindringwiderstand aufweist. Dieser Beton wird auch als wasserundurchlässiger Beton (WU-Beton) bezeichnet. Maßgebend für das Bauen mit wasserundurchlässigem Beton sind die Normen DIN 1045-1 bis 1045-4 „Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton“ und die Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton DAfStb.

Dipl.-Ing. Gottfried C. O. Lohmeyer

12. Abdichtung von Fahrbahnen und Gehwegen auf Brücken, Trog- und Tunnelsohlen

Es hat sich nachhaltig erwiesen, dass auch bei einem hochwertigen Beton mit porenarmen Gefüge und einer ausreichenden Betonstahlüberdeckung ein abdichtender Schutz der Betonoberfläche für eine lange Lebensdauer von Brückenfahrbahnen unerlässlich ist.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Specht

Plastic Shrinkage Cracking Risk of Concrete – Evaluation of Test Methods

Concrete pavements subjected to fast evaporation during the first hours after concrete placing are prone to plastic shrinkage cracking. In this paper the mechanisms by which evaporation of water leads to capillary pressure, and finally to shrinkage and cracking, are briefly discussed. In the main part, the paper presents results of a study on the evaluation of three different measurement setups. With two of these setups usually the efficiency of fibres in reducing plastic shrinkage cracking of concrete is assessed in Germany and Austria. The third one is an advanced setup that was developed in collaboration of BAM and Empa. It allows performing measurements of parameters that are important for the evaluation of the cracking risk.

Patrick Fontana, Stephan Pirskawetz, Pietro Lura

CLT Plates under Concentrated Loading – Experimental Identification of Crack Modes and Corresponding Failure Mechanisms

Since wood products for structural elements, such as cross-laminated timber (CLT), have gained importance in the building sector, the need for appropriate and reliable design codes has become essential. For this reason, this work focuses on global failure mechanisms and the corresponding evolution of different crack modes in CLT plates, depending on geometric and/or material related influence quantities. Therefore, plate-bending experiments on 3- and 5-layered CLT-plates were carried out. In addition to standard evaluation methods, each specimen were cut into cubes (10/10/10 cm) to get information about the failure modes inside the plates. Areas and location of dominant shear failure, tensile failure, delamination, and mixed failuremodes could be clearly defined and connected to geometry and loading situation. Based on this evaluation well known but not yet in detail described effects, such as the ductile structural behavior of CLT plates, can be explained.

Georg Hochreiner, Josef Füssl, Josef Eberhardsteiner, Simon Aicher

5. Seismische Vulnerabilität bestehender Bauwerke

Der Begriff „Vulnerabilität“ („Verletzlichkeit“) wird verstanden als die mögliche Schädigung, die ein Bauwerk infolge eines Erdbebens, erleiden bzw. aushalten kann. Im Folgenden wird ein mehrstufiges Konzept zur Bestimmung der seismischen Vulnerabilität von bestehenden Bauwerken vorgestellt. Der Analyseaufwand wird hierbei durch die Bedeutung des Bauwerks, die seismische Standortgefährdung sowie durch die Ergebnisse in den aufeinander aufbauenden Untersuchungsstufen festgelegt. Das Konzept stellt für den Ingenieur in der Praxis ein Werkzeug dar, mit dem er die Vulnerabilität von Bauwerken problemorientiert und effizient bestimmen kann.

3. Baukostenplanung in der Praxis

Bei der Baukostenplanung sind in der Praxis die Grundlagen der DIN 276 sozusagen als äußere und innere Begrenzung für die einzelfallbezogene Kostenermittlung und die anschließende

Kostensteuerung

anzuwenden. Soweit Kosten anfallen, die nicht in der Systematik der DIN 276 enthalten sind

11

, ist zu Beginn der Planung zu regeln, wie mit diesen externen Kosten umzugehen ist. Häufig werden die Einflüsse der externen Kosten

12

auf die Baukosten unterschätzt.

V. Brand

Wohl von Anbeginn war die Menschheit fasziniert von der Naturerscheinung Feuer. Sie lernte es schätzen, nutzen, fürchten, und sie versuchte, sich vor ihm zu schützen. Trotzdem weisen Brandschadenstatistiken noch immer steigende Tendenz auf, und schon deshalb ist eine bessere Kenntnis der Brandschutzmöglichkeiten bei allen am Bau Beteiligten wünschenswert.

5. Terminmanagement

Der Anspruch an das Terminmanagement ist in den letzten Jahren stetig gewachsen. Immer kürzere Innovationszyklen innerhalb des Technologie-und Dienstleistungssektors wirken sich auch auf die Abwicklung von Bauprojekten aus. Um sich am Immobilienmarkt behaupten zu können, müssen Trends früh erkannt und mit einem adäquaten Angebot innerhalb kürzester Zeit beantwortet werden. Neben der kürzeren Zwischenfinanzierungsphase ist der Zeitpunkt des Markteintritts inzwischen für den Auftraggeber/Investor zu einem zentralen Investitionskriterium geworden.

7. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Kochendörfer

Geboren am 08.01.1947 in Mühlacker, Kreis Vaihingen/Enz, damals noch Reg.-Bezirk Nordwürttemberg, bei der späteren Verwaltungsreform nach Nordbaden „zwangsreformiert“ (Schwabe von Geburt und aus Überzeugung).

5. Beton-und Stahlbetonbau

Der Beton-und Stahlbetonbou ist ein ausgedehntes Sachgebiet des Bauwesens. Es kann hier nur in einem Rahmen behandelt werden, wie er der Anwendung bei einfacheren Bauvorhaben des Hochbaues entspricht.

7. Skelettbau

Beim Skelettbau werden die Gebäudelasten über stabartige, horizontale und vertikale Tragelemente zusammengeführt und an wenigen Stellen punktuell abgeleitet. Er stellt somit eine Alternative zum

Wandbau

dar, bei dem die Lasten über die tragenden Wände linear abgeleitet werden.

10. Geschossdecken und Baikone

Die Aufgabe, gebaute Räume nach oben abzuschließen und die Geschosse durch Decken zu trennen, kann auf verschiedene Weise gelöst werden. Zu unterscheiden sind nach den jeweiligen Hauptbaustoffen:

• Decken aus

natürlichen

oder

künstlichen Steinen

,

• Decken aus

Beton

oder Stahlbeton,

• Decken aus

Stahl

,

• Decken aus

Holz.

Recovery against Environmental Action

Autogenic self-healing has been defined in chapter 1 as a self-healing process where the recovery process uses materials components that could also be present when not specifically designed for self-healing (own generic materials).

H. W. Reinhardt, H. Jonkers, K. Van Tittelboom, D. Snoeck, N. De Belie, W. De Muynck, W. Verstraete, J. Wang, V. Mechtcherine

De. Stahlbetonbau

Das Kellergeschoss ist durch Stahlbetonwände im Vergleich zur aufgehenden Konstruktion sehr viel steifer (Ein Nachweis erfolgt hierzu nicht.). Daher wird als Einspannebene die Oberkante der Kellerdecke, das ist ungefähr OK Gelände, angesetzt. Es erfolgt ein Nachweis für die Gebäudequerrichtung. In Längsrichtung ist das Gebäude verschieblich.

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krings

A Thermo-Mechanical Model for Fire Exposed RC Structures

A thermo-mechanical model based on a phenomenological approach is presented for the evaluation of the load-carrying behavior of fire exposed reinforced concrete structures. It is validated by the numerical simulation of fire tests on concrete specimens and of a large scale fire test on a reinforced concrete slab and it is applied to the evaluation of the structural response of a fire exposed tunnel structure.

Matthias Aschaber, Christian Feist, Günter Hofstetter

2. Aufnehmen eines Bauwerkes

Das gesamte Themenfeld der Bauleitplanung nimmt im Berufsalltag eines Bauzeichners bzw. einer Bauzeichnerin einen hohen Stellenwert ein. Alles was ein/e Bauzeichner/in zeichnet, findet seinen Ursprung in der Bauleitplanung und eingrenzend im Flächennut- zungs- und Bebauungsplan. Der Flächennutzungsplan und darauf aufbauend der Bebauungsplan ist die Grundlage für das weitere Handeln von Architekten, Ingenieuren, Bauherren usw. (siehe Lernfeld 1)

14A+I. Planen eines Stahlbetonbauwerkes

Für dieses Lernfeld ist die Kenntnis der Inhalte des Lernfeldes 10 Planen einer Halle Voraussetzung.

9. Entwerfen eines Dachtragwerks

Holz ist seit Jahrtausenden ein wichtiger Baustoff. Im Rohbau benutzt man es für Decken, Dachgerüste, Fachwerkwände, Ställe und Scheunen. Kleinere Brücken werden ebenfalls ganz aus Holz hergestellt. Auch im Ausbau wird Holz in vielfaltiger Weise für Treppen, Türen, Fenster, Fußböden und Vertäfelungen verwendet. Obwohl es heute für viele dieser Bauteile auch andere Baustoffe gibt, konnten sie das Holz nicht verdrängen. Im Schalungs- und Rüstungsbau des Beton- und Stahlbetonbaus behauptet es sich noch, ebenso wie bei Fertighäusern, Ferienhäusern und Hallenbauten. Durch die Umformung von Holz in Holzwerkstoffe (Furniere, Sperrholz, Spanplatten, Holzfaserplatten u.a.) haben sich die Verwendungsmöglichkeiten des Holzes noch erweitert.

Protection of Buildings

This chapter deals with the safety of critical built infrastructures against multiple threats due to natural disasters, technical disasters or terrorist attacks. Critical built infrastructures are explained, and a short description of the loading scenarios is given. Today’s possibilities to assess and to design critical built infrastructures are presented. This applies for existing infrastructure as also for new that has to be designed.

Norbert Gebbeken

Modelling of Fracture in Reinforced Concrete under Monotonic Loading

In this Chapter, the numerical analyses of reinforced concrete bars, beams, columns, corbels and tanks were performed using three enhanced constitutive continuum approaches for concrete: isotropic elasto-plastic model, isotropic damage model and smeared crack model with non-local softening (Chapters 3.1 and 3.3). Attention was paid to strain localization developed in concrete.

Jacek Tejchman, Jerzy Bobiński

Continuous Approach to Concrete

This Chapter presents continuous models to describe concrete behaviour in a quasi-static regime during monotonic and cyclic loading. In the case of monotonic loading, isotropic elasto-plastic, isotropic damage and smeared crack model, and in the case of cyclic loading elasto-plastic-damage models are described. An integral-type non-local and a second gradient approaches to model strain localization are introduced. In addition, bond-slip laws are presented.

Jacek Tejchman, Jerzy Bobiński

Concrete and Reinforced Concrete Behaviour

This chapter describes briefly the most important mechanical properties of concrete, reinforcement and reinforced concrete elements in a static and dynamic regime. In addition, bond-slip between reinforcement and concrete is discussed. Attention is laid on a size effect in concrete and reinforced concrete elements.

Jacek Tejchman, Jerzy Bobiński

Epilogue

The book deals with a fracture process in plain concrete and in fibrous concrete elements including straight steel fibres. The experimental results of numerous tests described in the scientific literature and the numerical results obtained with a novel discrete lattice model were presented.

Jacek Tejchman, Jan Kozicki

Neural Network Based Damage Detection of Dynamically Loaded Structures

The aim of the paper is to describe a methodology of damage detection which is based on artificial neural networks in combination with stochastic analysis. The damage is defined as a stiffness reduction (bending or torsion) in certain part of a structure. The key stone of the method is feed-forward multilayer network. It is impossible to obtain appropriate training set for real structure in usage, therefore stochastic analysis using numerical model is carried out to get training set virtually. Due to possible time demanding nonlinear calculations the effective simulation Latin Hypercube Sampling is used here. The important part of identification process is proper selection of input information. In case of dynamically loaded structures their modal properties seem to be proper input information as those are not dependent on actual loading (traffic, wind, temperature). The methodology verification was carried out using laboratory beam.

David Lehký, Drahomír Novák

Analysis of Textile Reinforced Concrete at the Micro-level

To increase knowledge on the load carrying behaviour of textile reinforced concrete (TRC), simulations are important to complement experimental investigations. Due to the heterogeneous structure of TRC, different damage mechanisms at different scales are found. Since not all details can be represented in one model, different modelling levels have to be considered. This paper focuses on the modelling of TRC at the micro-scale and therefore particularly at the experimental and theoretical determination of the material, bond and micro-structural properties needed for the modelling. The consideration of fatigue damage due to cyclic and sustained loading, which is indispensable for the design of structural members, enhances the complexity of the material and bond laws. To verify the developed model, yarn pullout tests under monotonically increasing, cyclic and sustained loading with additional experimental techniques for the monitoring of the filament ruptures during the tests are scheduled.

Bong-Gu Kang

3. Die Plattentheorie

Wie bereits in Abschnitt 1.3 erklärt wurde, stellen Platten ebene Flächentragwerke dar, die durch Lasten senkrecht zu ihrer Ebene oder durch andere Einflüsse beansprucht werden, die eine Verkrümmung der Plattenmittelfläche bewirken (z. B. Randmomente, exzentrische Vorspannung, ungleichmäßige Temperatur und Stützensenkungen). Bild 1.3-1 zeigt ein Beispiel für eine belastete Platte, die an ihren Ecken gestützt ist.

2. Die Scheibentheorie

Wie schon in Abschnitt 1.2 ausgeführt wurde, versteht man unter einer Scheibe ein dünnes, ebenes Tragelement, das nur in seiner Ebene beansprucht wird. In Bild 1.2-1 ist als Beispiel für eine Scheibe ein vertikaler wandartiger Träger dargestellt. Da alle Kräfte parallel und symmetrisch zur Mittelebene auftreten, bleibt diese bei der Verformung eben. Dementsprechend herrscht in der Scheibe ein ebener Spannungszustand, d.h. die senkrecht zur Scheibe gerichteten Spannungen σ

z

, τ

xz

und τ

yz

verschwinden (siehe Bild 2.1-1).

Constitutive Laws for Concrete and their Application with Numerical Methods

Quasi-brittle materials like concrete exhibit a softening behavior due to their heterogeneity. This softening behavior leads to a localization of structures, i.e. forming of tensile bands or shear bands. Using the classical continuum approach to model a softening constitutive behavior causes the so called loss of ellipticity and a non-objectivity of numerical methods. This is discussed with a simple example in Section 2.

Ulrich Häussler-Combe, Patrick Pröchtel

Brief Review of the Scientific Work of Prof. Dr.-Ing. Hans W. Reinhardt

The contributions in this book are dedicated to the person and work of Hans-Wolf Reinhardt. Consequently, this paper describes stages of his scientific work, which is related to a variety of different fields in Civil Engineering such as construction materials, fracture mechanics and non-destructive testing. He investigated an amazing variety of different materials and material compositions including concrete (SFRC, HPC, SCC), wood and aluminum. His impressive vita comprises tenures at the University of Delft, the University of Darmstadt and the University of Stuttgart. The following chapters is an overview of the many contributions to our science that Prof. Reinhardt gave. The brief descriptions are certainly neither complete nor in the only possible order. The order chosen is merely based on the sequence of events during his scientific work at different institutions. One can imagine how he was influenced by the collaborators and scientific environment. However, many of the contributions in the following chapters of this book are directly related to his work summarized in this paper. It is also necessary to mention that he is still active with several scientific projects — he will continue to contribute with new research results.

Christian U. Grosse

Structural design of a large foundation slab close to reality, stiffness oriented design method CTD

Generally, concrete cracking is considered to be a disadvantage requiring reinforcement and diminishing the structural tightness und durability. The actual effects of cracking — decrease of the bending moments and increase of the deflections — are either neglected or poorly simulated by decreasing temperatures, safety factors or Young modulus. This frequently results in uneconomic and unsafe structures and should be improved by a broader application of stiffness-oriented design procedures.

In this sense, the advantages of the close to reality design method called CTD (Continuous Deformation Theory) [1 through 5] are explained in this paper by its recent application for a large foundation slab. The closeness to reality and practicability of CDT has resulted in its wide acceptance in research, regulations and structural practice.

Piotr Noakowski, Holger Leszinski

Repair of cracked reinforced concrete by injection after accidental loading

Structures can be affected by accidental loads, for example a vehicle impact or blast and shock waves due to a detonation. These accidental loads may lead to local damages. If reinforced concrete is used as construction material, cracks occur not only in the central target area, but also in the surrounding material. Fig. 1 shows a RC-slab with a thickness of 20 cm, which has been loaded by a contact detonation (charge: 1 kg PETN). The central target area and the surrounding area are indicated in the figure.

Maximilian Fuchs, Manfred Keuser

3. Stahlbau

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

1. Mauerwerksbau

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

1. Grundlagen

José Luis Moro

5. Ortbetonbau

José Luis Moro

VII.. Sonderfälle der Statik

Law and Risk

Dirk Proske

Example – Ship Impacts Against Bridges

Dirk Proske

8. Das Kraftgrößenverfahren zur Berechnung statisch unbestimmter Stabwerke

In Abschnitt 2.2 wurde bereits ausgeführt, dass bei einem statisch unbestimmten System die zur Verfügung stehenden Gleichgewichtsbedingungen nicht ausreichen, um sämtliche unbekannten Auflagerreaktionen und Schnittgrößen zu berechnen. Zusätzlich werden Verformungsbedingungen benötigt. Deren Anzahl gibt den Grad

n

der statischen Unbestimmtheit an, der gewöhnlich mit Hilfe eines Abzählkriteriums (siehe Abschnitt 2.2.1) bestimmt wird.

9. Bemessung von Druckgliedern

Typische druckbeanspruchte Bauteile sind Stützen und Wände. Es werden verschiedene Beanspruchungskombinationen unterschieden, die in Abb. 87 dargestellt sind.

4. Biegebemessung

Die Stahlbetonbemessung beruht auf den Erkenntnissen über die Festigkeitseigenschaften der eingesetzten Baustoffe und ist bzgl. der theoretischen Grundlagen weitgehend unabhängig von den aktuellen Vorschriften. Die Grundlagen der Bemessung können u. a. in Grasser (1994) oder Leonhardt et al. (1977−1986) nachgelesen werden. Ziel der Bemessung ist es, einen ausreichenden Sicherheitsabstand zwischen Gebrauchslast und rechnerischer Bruchlast zu gewährleisten.

1. Ermittlung von Schnittgrößen

Stahlbeton ist ein vielseitig einsetzbarer Baustoff. Er wird für die Herstellung verschiedenster Bauteile und Bauwerke verwendet. Solche Bauwerke können Brücken, Häuser, Staudämme, Straßen oder Türme sein. Alle diese Bauwerke aus Stahlbeton werden aber i. d. R. nicht als Gesamttragwerk bemessen und konstruiert, sondern sie werden in möglichst einfache ein- und zweidimensionale Teilsysteme zerlegt. Diese Zerlegung in Teilsysteme erlaubt eine einfache Berechnung der Schnittgrößen.

1. Indetermination and Risk

Dirk Proske

2. Risks and Disasters

Dirk Proske

6. Brandschutz

Das Feuer stellte für die Menschen schon immer eine Bedrohung dar. Kulturgeschichtlich erlangte das Feuer große Bedeutung, als es die Menschen zu nutzen verstanden. Die Menschen lernten das Feuer zu bewahren, später selbst zu erzeugen. Das Feuer spendete Wärme und Licht. Die vom Feuer ausgehenden Gefahren forderten einen Schutz vor seiner zerstörerischen Macht, einen Schutz vor Brand. Dies wurde um so wichtiger, je enger die Menschen beieinander wohnten und Städte gründeten. Sehr früh wurde erkannt, dass bei Beachtung bestimmter Regeln die Brandgefahr verringert werden kann. Im Laufe der Zeit wurden daher verschiedene Brandschutzsysteme entwickelt.

Dipl.-Ing. Gottfried C. O. Lohmeyer, Dipl.-Ing. Heinz Bergmann, Dipl.-Ing. Matthias Post

2. Grundlagen für Bauablaufplanung und Logistik

1. Einleitung

6. Bauablaufplanung im Baubetrieb — Feinplanung für Stahlbetonarbeiten

3. Kennzahlen für Baubetrieb und Logistik

10. Betriebswirtschaftliche Grundlagen der Bauproduktion

Die in der Bauproduktion eingesetzten Verfahren sind neben naturwissenschaftlich-technischen Voraussetzungen durch Einsatz von Potential gekennzeichnet, das aus einer Kombination der elementaren und dispositiven Produktionsfaktoren besteht. Unter Potential sind Menge und Arbeitsvermögen der produktiven Fakto ren eines Betriebs pro Zeiteinheit zu verstehen. Mit der Tätigkeitszeit multipliziert ergibt sich daraus unter Berücksichtigung des zeitlichen Nutzungsgrades (Effizienz) seine Kapazität.

Es geht somit darum, dieses Potential rationell, d.h. wirtschaftlich optimal einzusetzen. Zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit seines Einsatzes bedarf es weiterer Kenngröβben. Dies sind neben dem effektiven Arbeitsvermögen, das z.T. aus den Verfahrensbedingungen resultiert, der zeitliche Einsatz und die Kosten. Sie werden in den folgenden Abschnitten dargestellt.

7. Bauen mit Stahlbetonfertigteilen

2. Aufgabe

8. Berechnung

5. Haupttragwerke der Überbauten

6. Bauverfahren im Beton- und Stahlbetonbau

12. Kosten des Potentialeinsatzes - Baukalkulation

11. Ablaufplanung

Statistische Betrachtungen sind zur Absicherung von Mittelwert und Varianz maβgbgebender Produktionsdaten notwendig, sind aber immer nur als Hilfsmittel zu verstehen. Genauere Aussagen sind erst durch die Kombination von statistischen Daten und der ingenieurmäβigbigen Beurteilung aller Randbedingungen möglich (Risikobewertung). Ich gehe im Abschnitt über die Ablaufkontrolle (13) nochmals darauf ein.

Durch die gewählten Bauverfahren ist das erforderliche Potential, durch die Ablaufplanung seine Einsatzzeit für die einzelnen Vorgänge bekannt. Der nächste und letzte Schritt der Produktionsplanung besteht jetzt darin, die Kosten des Potentialeinsatzes zu ermitteln. Das ist die Aufgabe der Baukalkulation.

2. Baubetriebliche und bauwirtschaftliche Bedeutung

Baubetrieblich und bauwirtschaftlich haben die Schalarbeiten in Abhängigkeit von der Bauweise, dem Ortbetongrad und dem Schalungsgrad eine - wie später dargestellt - beachtliche Bedeutung für das Bauwesen.

15. Schalungslogistik

Für die Wirtschaft wurde die Logistik in der Nachkriegszeit (nach 1970) entdeckt.

14. Bauablaufplanung

Für die Bauablaufplanung der Stahlbetonarbeiten haben die Schalarbeiten eine hohe baubetriebliche Bedeutung. Die Schalarbeiten liegen in der Regel am kritischen Weg und bestimmen die Dauer der Stahlbetonarbeiten. Ob die Schalarbeiten am kritischen Weg liegen, hängt dabei wesentlich von der Höhe des Ortbetongrades und des Schalungsgrades ab.

20. Tunnelbau

Dieses Kapitel befaßt sich mit der bergmännischen

1

Herstellung von Tunneln und anderen Hohlräumen unter Tage, wie Schächten (senkrechte Tunnel), Stollen (Tunnel kleineren Querschnitts, meist handelt es sich hierbei um Triebwasserwege, d.h. Druckstollen und Druckschächte), Kavernen (große Hohlräume z.B. für Kraftwerke). Für alle diese Hohlräume wird hier stellvertretend das Wort ‘Tunnel’ verwendet. Tunnel werden sowohl im Lockergestein (Boden) als auch im Festgestein (Fels) vorgetrieben. In hinreichend kompetentem Fels können Hohlräume ungestützt stehenbleiben, sonst ist eine Stützung (sog. Ausbau) erforderlich, welche meist eine Schale aus Beton ist. Somit ist der Tunnelbau in geotechnischer Hinsicht ein Fall von Boden-Bauwerk-Wechselwirkung.

2. Erdberührte Hüllen

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

6. Fügen Durch Urformen

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

Chapter 4. Ingenieurbauwerke

Manfred Curbach, Dirk Jesse

6. Vernetzt-kooperative Gebäudeplanung im Massivbau mit verteilten deklarativen Wissensinstanzen und Fuzzy-Methoden

Die gestiegenen Anforderungen an Planung und Ausführung von Bauprojekten erfordern für eine wirtschaftliche Projektabwicklung eine koordinierte Kommunikation sowie eine effiziente Informationsverarbeitung (Bretschneider 1998).

Martina Schnellenbach-Held, Torben Pullmann, Markus Hartmann

4. Volumenorientierte Modellierung als Grundlage einer vernetzt-kooperativen Planung im Konstruktiven Ingenieurbau

Dieser Beitrag beschreibt Aspekte eines Forschungsprojekts, welches im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau“ entstand. Zentraler Ausgangspunkt der Untersuchungen war die Hypothese, dass eine Verbesserung der kooperativen Zusammenarbeit erreicht werden kann, wenn die Modellierung und Berechnung von Bauwerken an einem strikt volumenorientierten Modell des Gesamtsystems durchgeführt werden. Ein besonderes Augenmerk lag darin, die dem Planungsprozess innewohnende iterative Vorgehensweise und Dynamik zu unterstützen.

Ernst Rank, Richard Romberg, Andreas Niggl, Hans-Joachim Bungartz, Ralf-Peter Mundani

3. Kooperative Tragwerksplanung basierend auf Multiagentensystemen und adaptiven Assoziationsnetzen

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde erstmalig die konzeptionelle und methodische Übertragung des Agentensystemparadigmas auf Planungsprozesse im KIB erreicht. Mit dem entwickelten Agentenmodell für die Tragwerksplanung AM

TP

gelingt die Abbildung der Planungsrealität auf insgesamt hohem Abstraktionsniveau. Das AM

TP

behebt damit konzeptuelle Schwächen, die bestehende Ansätze, beispielsweise das bewährte — auch im KIB weit verbreitete — objektorientierte Modellierparadigma, aufweisen. Aufbauend auf der Methodik der Multiagentensysteme wurde die wirklichkeitsnahe Modellierung der im Planungsverlauf komplexen Beziehungsgeflechte, Organisations- und Rollenstrukturen für den Bereich der vernetzt-kooperativen Tragwerksplanung über ein agentenbasiertes Kooperationsmodell mit anthropogenen Anteilen erfolgreich durchgeführt. Damit verbunden war die Entwicklung eines hochentwickelten sprechakt- und ontologie-basierten Kommunikations- und Interaktionsmechanismus, der auf einer höheren semantischen Ebene als bisherige, Middleware-basierte Ansätze angesiedelt ist. Die Tragfähigkeit des AM

TP

konnte erfolgreich im Multiagentensystem ACOS nachgewiesen und evaluiert werden.

Jochen Bilek, Dietrich Hartmann

6. Dauerhaftigkeit

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

3. Stahlprodukte

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

7. Bewehrter Beton

José Luis Moro, Matthias Rottner, Bernes Alihodzic, Matthias Weißbach

E. Werkstofftechnik

C. Berger, A. Burr, M. Gugau, K. -H. Habig, G. Harsch, K. H. Kloos, B. Pyttel, H. Speckhardt

Soil Aggregate Stability in Eco-engineering: Comparison of Field and Laboratory Data with an Outlook on a New Modelling Approach

Stabilisation effects of plants are developing as a function of time. Within this scope, soil aggregation processes play a decisive role in re-establishing a protective vegetation cover. From this perspective we compared bare and vegetated soil, on the one hand artificially prepared and, on the other hand, derived from a recently landslide affected slope and an adjacent gully with 25 year old eco-engineering measures, respectively.

In both cases, the planted specimens had a significantly higher soil aggregate stability compared to their respective control samples, with the relative increase from control to planted equal for both the natural and artificial samples.

Aspects of the development and succession processes of plants are compared as well as rooting and the degree of mycorrhization. Additionally, soil development and the methodical approach are discussed as well as a new approach to modelling soil aggregate stability in respect of eco-engineering measures for slope stabilisation presented.

Frank Graf, Lothar te Kamp, Michael Auer, Madhu Sudan Acharya, Wei Wu

INFLUENCE OF TENSION STIFFENING EFFECT ON DESIGN AND BEHAVIOUR OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

This paper presents the beneficial act of the tension stiffening effect in the design process according to the rules of the EC2 Eurocode and DIN 1045-1. Different approaches for the modelling of this phenomenon are offered. To describe this effect, two different basic approaches are possible using micro- or macro-elements. The first technique is coupled with a discrete representation of cracking, while the second one is coupled with a smeared representation of cracking. The advantages and the disadvantages of using these models are discussed. A numerical example shows the beneficial act of the tension stiffening effect on a reinforced concrete plate. The economy in reinforcement, when the tension stiffening effect is taken into account during the design procedure, is quantified. Finally, non-linear analyses expose the difference in stiffness and deflection, when tension stiffening is considered.

A. Elenas, L. Vasiliadis, E. Pouliou, N. Emmanouilidou

1. Das Kraftgrößenverfahren

4. Einführung in nichtlineares Verhalten von Stabtragwerken

3. Das Weggrößenverfahren

5. Risks and Safety in Building Structures

All structures and materials are degraded and destroyed with time. The only thing which varies is the time-scale of the degradation. A sandcastle on the beach can perhaps survive for a few hours, whereas the breaking down of a mountain can take billions of years. In the case of a building structure, it is important that it is designed so that it has the lifetime which has been intended. Throughout its envisaged lifetime, the structure should also have a high level of safety to resist the forces and loads to which it is subjected and the environment to which it is exposed. In this chapter, we shall discuss risks and safety aspects in relation to different types of structure and in particular the influences of nature and of human beings. In this context building structures include everything which humans build, e.g., houses and civil engineering structures of various kinds, such as bridges, locks, masts, tunnels etc.

Håkan Sundquist

Thema 18. Beispielthesaurus Gebäude

Innovationen im Betonbau

Jürgen Feix

Fugen in Segmentfertigteilbrücken

Günter Axel Rombach

Modellierung von Stahlbeton-Tragwerken im Tunnelbau

Manfred W. Keuser

Neumodellierung des Schubtragverhaltens mit CFK-Lamellen verstärkter Stahlbetonbauteile

Christoph Schmidhuber

Textilbewehrter Beton zur Verstärkung von Stahlbetonbauteilen

Manfred Curbach

Epoxidharze im konstruktiven Einsatz

Kurt Borchert

Zum Schubtragverhalten von Stahlbeton

Josef Hegger, Wolfgang Roeser, Rüdiger Beutel, Naceur Kerkeni, Norbert Will

Theorie der Druckfestigkeit des Betons bei Teilflächenbelastung

Herbert Kupfer

Zweiachsige Hohlkörperdecken: Was ergibt sich für die Querkrafttragfähigkeit?

Martina Schnellenbach-Held, Markus Aldejohann

Querkraftbemessung in DIN 1045-1, BS 8110 und ACI 318

Florian Spitra

Werkstoffadäquates Erhaltungsmodell von Brücken

Konrad Bergmeister

Zur Einleitung konzentrierter Kräfte in den Betongurt durch Verbundmittel

Andreas Jähring

Rissschäden an Außenwänden aus Mauerwerk infolge Deckenverformung

Nadine Krauns

Erfahrungen bei der Anwendung von hochfestem Beton im Hochhausbau

Markus Staller

Flachdecken aus Leichtbeton

Julia König, Markus Held

UHPC — Eine Herausforderung

Ekkehard Fehling, Torsten Leutbecher

2. Konzepte und Grundlagen der Nachweise

6.. Zufällige Schwankungen in der Beschaffenheit der Stäbe

18. Literatur

Veröffentlichungen aus nationalen und internationalen Fachzeitschriften

8. Aircraft Hot Fuel-Structure Interaction During Impact Condition

6. Organisation von Bauunternehmen

11.. Schwingungsabwehr bei Maschinenaufstellungen

G. Meltzer

8. Untergrundvorbereitung durch Strahlen mit festen Strahlmitteln

9. Untergrundvorbereitung mit Druckwasserstrahlen

17. Abdichten von Fugen

3. Anforderungen an die Betonoberfläche

18. Verfahrenswahl und Beurteilungsmöglichkeiten

11. Nicht-konventionelle Verfahren zur Untergrundvorbereitung

12. Special bibliography

3. Properties and Application of Materials

C. Berger, K.H. Kloos

3. Flächentragwerke

Contemporary Architects

Muriel Emanuel
Bildnachweise