Digitale Bauwerksmodelle zur Unterstützung der relevanten Prozesse in der Wertschöpfungskette Bau erobern zunehmend den Infrastrukturbau. Während im Hochbau 3-D-Planung und BIM gebräuchlich sind, werden die Planungsunterlagen von Infrastrukturbauwerken derzeit noch mehrheitlich in 2-D ausgearbeitet. Falls die Planung dreidimensional erfolgt, werden in den wenigsten Fällen den Volumenkörpern Eigenschaften zugeordnet. Diese Zuordnung wäre jedoch eine Grundvoraussetzung für die “BIM-Arbeitsweise”.
Ein weiterer Unterschied zum Hochbau ist die wesentlich stärkere Interaktion der gewählten Baumethoden mit dem Baugrund. Dies trifft in speziellem Maße auf den Tunnelbau zu, da das Baugrundverhalten primär von der Interaktion des gewählten Bauverfahrens mit dem Baugrund abhängig ist. Trotz umfassender Vorauserkundungsmaßnahmen sind die geotechnischen Eigenschaften und das Baugrundverhalten im Voraus nie vollständig bekannt.
Bei der Anwendung von BIM im Infrastrukturbau ergeben sich somit spezielle Anforderungen an das digitale Baugrundmodell, um dieses als umfassende Basis für die typischen Anwendungsfälle wie Simulation und Auswahl von Bauverfahren, Massen- und Kostenermittlungen, Beobachtung und Dokumentation des Baugrundverhaltens während dem Vortrieb verwenden zu können. Im vorliegenden Beitrag wird ein prototypischer Weg aufgezeigt, wie ein Baugrundmodell in einer BIM-fähigen Software erstellt und verarbeitet werden kann.

Application possibilities of a digital ground model in tunnel construction
Digital building models to support the relevant processes in the construction value chain are increasingly being implemented in infrastructure construction. While the use of BIM are quite common in building construction, the design documents of infrastructure structures are still frequently prepared in 2-D. Even when the design is done in 3-D, properties are rarely assigned to the volume bodies. Only in this case it can be called a “BIM working method”.
Another difference to the building construction is the much stronger interaction of the selected construction methods with the ground. This applies in particular to underground constructions, as the ground behavior during tunnel drive is primarily dependent on the chosen tunnelling method. Despite extensive exploratory measures, however, the geotechnical properties and the ground behavior are never completely known in advance.
Therefore, 3-D-digital ground models have to fulfil special requirements in order to create with BIM-ground models a comprehensive basis for typical use cases such as the simulation and selection of the construction method, quantity surveys and cost estimation, real time monitoring of the ground behavior during the excavation phase. This paper shows a prototypical way in which a ground model can be created and processed in a BIM software.

Bei Brettsperrholz (BSP) handelt es sich um ein Massivholzprodukt, welches in Europa seit mehr als zehn Jahren erfolgreich hergestellt und verwendet wird. Die Vorteile in Bezug auf das Tragverhalten, einen konstruktionsbedingt schnelleren Bauablauf und zunehmende qualitative Anforderungen haben zu einer breiten Anwendung dieses Massivholzprodukts im Wohnungsbau geführt. In diesen Gebäuden erfolgt die Aussteifung gegenüber horizontal einwirkenden Kräften wie Wind und Erdbeben über die Wandscheiben der einzelnen Geschosse, wobei die auftretenden Kräfte (Schubfluss und abhebende Kräfte) mittels metallischen Verbindungsmitteln (Schubwinkel und Zuganker) in die Unterkonstruktion eingeleitet werden.
Der Einsatz von mechanischen Verbindungsmitteln wie Nägel und Schrauben in den Fugen (Wand-Wand und Wand-Decke) verleiht dem Gebäude ein in sich steifes Tragverhalten. In den folgenden Abschnitten wird das Grundkonzept für die Bemessung von BSP-Gebäuden gegenüber Horizontallasten veranschaulicht. Insbesondere wird auf das Tragverhalten der Anschlusssysteme und dabei auf die jüngsten Forschungsprojekte, die im Bereich der theoretischen und experimentellen Untersuchungen an der Universität Trient durchgeführt wurden, eingegangen. Die praktische Anwendung der durchgeführten Forschungsarbeiten wurde durch die Entwicklung eines Software-Tools für die Bemessung von mehrgeschossigen BSP-Gebäuden ermöglicht.

Design of CLT buildings under seismic actions
Cross-Laminated-Timber (CLT) is an engineered wood product that have been manufactured in Europe for more than ten years, and widely used throughout the continent, with good results in terms of structural behavior, building speed and quality housing. In CLT buildings, resistance to horizontal actions - wind and earthquakes - is entrusted to the wall panel and to metal connection systems to ensure the transfer of shear actions at the base of the wall and the tension actions causing the wall's rocking behavior. Moreover, metal connection systems are systematically adopted for joining the vertical and horizontal diaphragms to ensure a “box like” behavior. This paper illustrates the basic concept of the design under lateral load actions of CLT buildings, with special emphasis to the role of the connections systems, and reports some results of recent research projects, carried out at the University of Trento, by mean both theoretical and experimental investigations. On the basis of this research work accomplished in recent years, a process of technology transfer between research and practice resulted in the development of a software for the design of CLT multi-storey buildings.

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Knapper werdende Budgets zwingen auch bei Hangrutschungen zu genaueren erdstatischen Betrachtungen und erfordern einen zunehmend innovativen Einsatz der bautechnischen Sicherungen. Neben einer näheren theoretischen Betrachtung der mechanischen Zusammenhänge mit praxisnahen Berechnungsansätzen werden drei Fallbeispiele für kostenoptimale Hangsicherungen beschrieben: Ein Rutschhang an der Deutschen Alpenstraße bei Berchtesgaden wurde mit kleindurchmeßrigen Injektionszugpfählen auf einen rechnerischen Standsicherheitsfaktor von nur 1,06 stabilisiert. Ermöglicht wurde dies durch eine realitätsnahe Erfassung der einwirkenden Kräfte, durch eine optimierte Überwachung sowie dadurch, daß bei seltenen Lasteinwirkungen auch später noch zusätzliche Injektionspfähle hinzugefügt werden können. Ein nicht zugänglicher Rutschhang mit 50 bis 60° Neigung wurde mit zwei höhenversetzten Bohrpfahlwänden gesichert. Die obere Pfahlwand konnte vom oberen Böschungsabriß aus unter besonderen Auflagen über Kopf eingebaut werden. Danach wurde vor dem Wandfuß eine Arbeitsberme freigegraben und die untere Wand ebenso über Kopf hergestellt. An einer 14 m hohen Böschung in einer Hausmülldeponie wurden bei einem rechnerischen Standsicherheitsfaktor von 1,01 talseitige Inklinometer-Kopfverschiebungen von über 5 cm festgestellt. Mit Hilfe einer Finite-Element-Modellbetrachtung konnte gezeigt werden, daß Eigenlastspannung, Horizontaldruck und Müllverrottung die maßgeblichen Bodenverschiebungen bewirkt haben, so daß keine bautechnischen Sicherungen erforderlich waren.

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Umfangreiche Forschungsaktivitäten zu alternativen Verdübelungssystemen haben in den zurückliegenden Jahren gezeigt, dass Betondübel eine wirtschaftliche und mechanisch geeignete Variante zur Schubsicherung ermöglichen. Bei diesem Verbundsystem entsteht die Verdübelung bei der Herstellung der Betontragkomponente, indem in das Stahlprofil eingebrachte Aussparungen von unterschiedlicher geometrischer Gestalt mit Bewehrung versehen und einbetoniert werden. Auf der Grundlage einer Vielzahl ausgewerteter Versuche konnte ein statistisch abgesichertes Bemessungskonzept erarbeitet werden, das auf das gesamte Spektrum getesteter Dübelformen anzuwenden ist. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit einer Verbundsicherung durch Betondübel wurden Aussparungsgeometrien dahingehend weiterentwickelt, dass Brennschnittführungen mit dem Focus auf minimalen Verschnitt im Vordergrund standen. Neben Blechtafeln können auf diese Weise auch Walzträger in zwei gleichwertige, obergurtlose Stahlprofile mit Aussparungen im Stegbereich getrennt werden. Die vorliegenden Berechnungskonzepte wurden ausnahmslos halbempirisch aufgestellt. Obwohl für vorwiegend ruhend beanspruchte Bauteile eine Verbundsicherung mit Betondübeln auf der Basis einer Vielzahl von Versuchen möglich ist, erfordern neue Dübelformen trotzdem absichernde Versuche.

The application of concrete dowels in composite constructions (Part 1) - Statical loading.
Extensive research activities during last years proved concrete dowels as mechanical and economical reasonable alternative solution for shear connections of composite members. Concrete dowels are produced through recesses of various geometries and topologies in webs or flanges of steel profiles, filled with reinforcement and places in concrete chords. A design concept could be developed based on numerous laboratory tests applicable in a range of tested and statistically evaluated dowel sizes and shapes. Supplemental research projects have been established for economical reasons in order to consider optimized dowel shapes supporting automatic laser cut methods that divide standard steel profiles into two profiles without upper flange including concrete dowels in web plates within only one process. Extended design procedures for such specific dowel topologies require further experimental verification.

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Der vorliegende Beitrag behandelt die Beanspruchung von Verbänden und Schubfeldern, die zur Stabilisierung biegedrillknickgefährdeter Träger herangezogen werden. Es werden ein Ingenieurmodell zur Beschreibung der Stabilisierungslasten aus den Differentialgleichungen des Biegetorsionsproblems nach Theorie II. Ordnung mit Wölbkrafttorsion abgeleitet und Näherungsformeln für die Bemessung stabilisierender Konstruktionen angegeben. Anhand von Beispielen werden die Anwendung der Näherungsformeln vorgeführt und Anwendungsgrenzen für das praxisübliche Modell "Druckgurt = Druckstab" aufgezeigt.

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Lange bevor der Beton mit Eiseneinlagen die Architektur und den Ingenieurbau der Moderne prägen konnte, hatten Ingenieure schon ausführliche Erfahrungen mit dem Werkstoff gewonnen. Die Wurzeln des modernen Betons reichen bis in die italienische Renaissance zurück. Der Beton entwickelte sich zunächst im Verborgenen, in Fundamenten, Unterwasserbauten oder versteckt im Inneren mehrschaliger Mauern. Eine dreiteilige Serie von Beiträgen wird die Entwicklungsgeschichte des modernen Betons von seinen Ursprüngen im 16. Jahrhundert bis in die Zeit des Aufkommens der Bewehrung beleuchten. Der vorliegende erste Teil zeigt am Beispiel von Molen und Wellenbrechern, wie die Betonbauweise sich zunächst dort etablieren konnte, wo an das Herstellen einer trockenen Baugrube nicht im Entferntesten gedacht werden konnte. Der zweite Teil des Aufsatzes wird sich dann dem Schleusenbau zuwenden, bei dem der Einsatz von Beton vielleicht nicht zwingend war, aber doch ebenfalls erhebliche Erleichterungen mit sich brachte. Im dritten Teil schließlich wird die frühe neuzeitliche Geschichte des Betons bei Bogen- und Gewölbetragwerken nachgezeichnet.

On the early history of modern concrete - Part I: Jetties and breakwaters
The history of modern concrete can be traced back to the Italian Renaissance period. Some of the earliest recorded early modern uses of concrete are in hydraulic engineering, particularly the construction of jetties and breakwaters. These applications and the technologies developed around them are analyzed in the present contribution, the first of a three-part series of articles on the early modern history of concrete prior to the introduction of reinforcement. The parts to follow will deal with the construction of canal locks and early concrete vaults, respectively.

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