Das Hochwasserereignis vom Juli 2021 hat besonders in den betroffenen Gebieten von Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen außerordentlich schwere strukturelle Schäden an der allgemeinen Bebauung und der Infrastruktur hinterlassen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Ergebnisse einer Schadensdokumentation, die unmittelbar nach dem Hochwasser im Ahrtal und Bad Münstereifel durchgeführt wurde. Diese setzt eine Linie von Hochwasserschadensanalysen fort, die in den letzten 20 Jahren vom Erdbebenzentrum der Bauhaus-Universität Weimar durchgeführt wurden und in der Entwicklung eines Hochwasserschadensmodells resultierten, mit welchem derartig schwere strukturelle Schäden prognostiziert werden können. Mit der Schadensdokumentation ließen sich die vom EDAC gewonnenen Erkenntnisse über das Verhalten der verschiedenen Bauweisen unter dem Einfluss einer extremen Hochwassereinwirkung vertiefen und plausibilisieren. Die vorgefundenen Schadensbilder des Hochwassers bestätigen die Ansätze des EDAC-Hochwasserschadensmodells und zeigen die Notwendigkeit für eine Erweiterung auf, um die Besonderheiten der Überflutungsbedingungen und des Bauwerksbestands zu berücksichtigen. Es wird die Verbindung zu weiteren Auswertungen hergestellt, indem drohnenbasierte Techniken zur schnellen Zustandserfassung der von einer Naturkatastrophe betroffenen Gebiete und des Bauwerksbestands mit dem Ziel der Generierung von realitätsgetreuen und leicht interpretierbaren Lagebildern vorgestellt werden.

The 2021 flood: engineering analysis of building damage
The flood event of July 2021 left extremely severe structural damage to the general buildings and infrastructure especially in the affected areas of Rhineland-Palatinate and North Rhine-Westphalia. The article gives an overview of the results of a damage documentation that was carried out immediately after the flood in the Ahr valley and Bad Münstereifel. The survey continues a line of flood damage analyses carried out over the past 20 years by the Earthquake Damage Analysis Center at the Bauhaus-Universität Weimar, which has resulted in the development of an engineering-based flood damage model that can takes into account such severe structural damage. With the documentation of the damage, the knowledge gained by EDAC about the behavior of the various building types under the influence of extreme flooding conditions could be deepened and checked for plausibility. The flood damage patterns found confirm the approaches of the EDAC flood damage model and show the need for an extension to take into account the special features of the building stock and the flooding conditions that occurred. A connection is given to ongoing studies, in which drone-based techniques for rapid assessment of the status of areas affected by a natural disaster and the existing buildings are presented with the aim of generating realistic and easily interpretable situation images.

Im Zuge der Planung und Ausführung der Baugrube und Gründung des zukünftigen Forschungszentrums von Roche in Basel wurden viele Herausforderungen bewältigt, indem automatisierte Verfahren und digitale Methoden konsequent im Spezialtiefbau angewendet wurden. Das Projekt befindet sich innerstädtisch am Rande des Industrie- und Forschungsareals von Roche mit sensibler Nachbarbebauung. Oberirdisch besteht das Forschungszentrum aus vier Gebäuden mit von Westen nach Osten zunehmenden Höhen von 18 bis 115 m. Diese vier Gebäude sind durch einen gemeinsamen, 140 m langen, 70 m breiten und 22 m tiefen sechsstöckigen Kellerkasten verbunden. Am Standort wurde bereits in den 1970er-Jahren eine Schlitzwand für eine Baugrube mit gleichen Abmaßen erstellt. Zur Reduktion von Bauzeit und Investitionskosten wurde diese 45 Jahre alte Schlitzwand als Baugrubensicherung reaktiviert und der vorhandene Kellerkasten durch einen Neubau ersetzt. Die bestehende Schlitzwand wurde mit bis zu fünf Ankerlagen gegen den Erddruck und den 12 m hohen Wasserdruck im Baugrund gesichert. Die Gründung wurde als kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP) mit einer 1,5 m mächtigen Bodenplatte und 178 Großbohrpfählen bemessen. Die Großbohrpfähle mit einem Durchmesser von 1,2 m und Längen von 10 bis 28 m wurden 12 m unter dem Grundwasserspiegel von der Baugrubensohle aus hergestellt. Durch die Automatisierung der KPP-Iteration wurden der Berechnungsaufwand für die Planer und die Kosten für den Bauherrn deutlich reduziert.

Excavation pit and foundation of a research center
During planning and construction of the excavation pit and foundation of the new research center of Roche in Basel (Switzerland), several challenges have been solved by applying automated procedures and digital methods in civil engineering. The project is located in an urban area on the periphery of the industrial and research site of Roche with sensitive neighbouring buildings. Above ground, the research center consists of four buildings with heights increasing from west to east between 18 and 115 m. These four buildings share a 140 m long, 70 m wide and 22 m deep six-storey basement. At site, a diaphragm wall was constructed in the 1970s for an excavation pit with the same dimensions. This 45-year-old diaphragm wall has been reactivated as excavation pit support for cost- and time-saving reasons and the existing basement had to be replaced by a new one. The existing diaphragm wall was secured with up to five anchor layers to withstand the earth pressure and the 12 m high water pressure in the highly permeable subsoil. The foundation was designed as a combined piled raft foundation (CPRF) with a 1.5 m thick raft and 178 heavy-duty bored piles. The heavy-duty bored piles with a diameter of 120 cm and lengths of 10 to 28 m were constructed 12 m below groundwater level from the bottom of the excavation pit. By automating the CPRF iteration procedure the planning expenses and the construction costs were significantly reduced.

In dieser Arbeit wird die minimale Bewehrungsmenge von Wildbachsperren dickwandiger Abmessungen untersucht und mittels eines vernünftigen Sicherheitskonzepts zu vermindern versucht. Hierfür werden Stahlbetonquerschnitte unter einfacher Biegemomentenbelastung nachgewiesen. Die dafür geltende Mindestbewehrung nach ÖNORM B4700 bzw. Eurocode 2 ist ausschließlich von der Betongeometrie abhängig. Es wird versucht, Grenzen dieser vereinfachten Regelung aufzuzeigen und besonders für dickwandige Bauteile einen Verbesserungsvorschlag zu entwickeln. Hierfür finden sowohl analytische als auch numerische Modelle Anwendung.

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Das in der Ingenieurpraxis als Standardverfahren genutzte Antwortspektrumverfahren verspricht zwar einen geringen Berechnungsaufwand, die Ergebnisse sind jedoch stark von der Wahl des Verhaltensbeiwerts abhängig. Eine fundierte Festsetzung des Verhaltensbeiwerts ist nicht immer eindeutig, insbesondere für unsymmetrische Tragwerke, die für eine mittlere oder hohe Duktilität auszulegen sind. Verformungsbasierte Standsicherheitsnachweise stellen im modernen Erdbebeningenieurwesen einen alternativen Ansatz dar, da die zugrunde liegenden nichtlinearen Strukturanalysen ein wesentlich besseres Verständnis der seismischen Antwort ermöglichen. Grundlage der vorliegenden Arbeit ist ein Rahmentragwerk aus Stahlbeton, welches kraftbasiert mit dem modalen Antwortspektrumverfahren bemessen wurde. Der verformungsbasierte Nachweis der Erdbebensicherheit wird an einem ausgewählten Querrahmen zum einen mit einer nichtlinearen statischen Berechnung und zum anderen mit einer nichtlinearen Zeitverlaufsberechnung geführt. Die Resultate dieser Berechnungen werden mit den Ergebnissen des Antwortspektrumverfahrens verglichen und Unterschiede herausgearbeitet.

Comparison of the methods for seismic response analysis
Response spectrum analysis used as a standard procedure in engineering practice promises a low computational effort, but the results strongly depend on the choice of the behavior factor. A well-funded choice of the behavior factor is not always unambiguous, especially for asymmetric structures designed for medium or high ductility demands. Deformation-based procedures that explicitly account for inelastic structural behavior represent an alternative approach in modern earthquake engineering, since nonlinear structural analysis provides a much better understanding of the seismic response. The basis of the present contribution is a reinforced concrete frame structure, which was designed force-based using the modal response spectrum method. The deformation-based assessment of the seismic resistance is performed on a selected moment resisting frame of this structure using a nonlinear static analysis and a nonlinear time history analysis, respectively. The results of these analyses are compared with the outcomes of the response spectrum method and differences are worked out.

Mit steigender Digitalisierung im Bauwesen werden zunehmend Sensordaten für die Zustandsanalyse von Bauwerken notwendig. Als lasteinleitende Bauteile eignen sich insbesondere Befestigungsmittel zur Integration sensorischer Elemente. Jedoch ist bisher nicht bekannt, wie sich sensorische Elemente auf die Primärfunktion “Haltekraft” auswirken. Dieser Beitrag untersucht die Effekte zusätzlich eingebrachter Elemente zur Ermittlung möglicher Designräume am Beispiel eines Verbundankers. Hierzu wurden an zuvor bestimmten Wirkflächen und Begrenzungsflächen Elemente in Verbundanker integriert und in einem vollfaktoriellen 33-Versuchsplan experimentell untersucht. Die Effekte der Faktorstufen gegenüber der Primärfunktion wurden statistisch interpretiert. Es kann gezeigt werden, dass im System Verbundanker Designraum für den Einsatz sensorischer Elemente vorhanden ist, der genutzt werden kann, um sensorische Verbundanker zu entwickeln, ohne die Verbundspannung signifikant zu beeinflussen.

Detection of a design space to mechatronize fastening elements by the example of chemical anchors
With increasing digitalization in the construction industry, sensor data are increasingly necessary for the condition analysis of buildings. Fasteners are particularly suitable as load-introducing components for the integration of sensor elements. However, it is not yet known how sensory elements affect the primary function “load capacity”. This paper examines the effects of additionally introduced elements to determine possible design spaces using the example of a chemical anchor. For this purpose, elements were integrated into chemical anchors at previously determined working and limiting surfaces and experimentally investigated in a full-factorial 33 test design. The effects of the factor stages compared to the primary function were interpreted statistically. It can be shown that there is design space in the system of chemical anchors for the use of sensory elements, which can be used to develop sensory chemical anchors without significantly influencing the bond stress.

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Persönliches:
Zur Vollendung des 80. Lebensjahres von Wilfried B. Krätzig. (Reinhard Harte, Carsten Könke und Yuri Petryna)
Jürgen Stritzke 75 Jahre. (Heinz Opitz, Dresden)
Symposium zum 70. Geburtstag von Rolf Eligehausen - ein Familientreffen. (Werner Fuchs)

Firmen und Verbände:
Neue Geschäftsführung bei HUESKER
Deutscher Stahlbautag 2012 in Aachen

Veranstaltungen:
Deutscher Bautechnik-Tag 2013 in Hamburg “Infrastruktur stärken - Zukunft sichern”

Nachrichten:
Das Polnische Nationalstadion in Warschau gewinnt den 13. Ingenieurbau-Preis von Ernst & Sohn

Von der Baustelle:
2000 Meter unter dem Meeresspiegel

Die bewohnten und bebauten Brücken sind bis auf denkmalgeschützte Ausnahmen weitestgehend aus unserem heutigen Stadtbild verschwunden. Dieser Beitrag soll an vergangene und noch bestehende Bauwerke einschließlich damit verbundener menschlicher Schicksale und Begegnungen als Teil der europäischen Brückenbaukultur erinnern.

Ponts habités - a part of European bridge-building culture.
Apart from a few exceptions listed as national monuments, habitable bridges - bridges incorporating houses and shops - have largely disappeared from our present cityscapes. This article aims to recall past and present structures and the human fates and encounters associated with them as a part of European bridge-building culture.

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Persönliches:
Josef Hegger 65 Jahre

Firmen und Verbände:
Zwei Preise für Dr. Karl Morgen

Nachrichten:
Umdenken und Umlenken: Ettersburger Gespräch setzt sich für die Erreichung der Klimaziele beim Bauen ein
Datenmanagement in der Bauwirtschaft durch Künstliche Intelligenz
James-Simon Galerie Berlin: Auf Mudde gebaut?
Neue FDB-Planungshilfe “Montageunterlagen Musterprojekt” - nützlich für die Planung von Montagearbeiten im Betonfertigteilbau
Wenn schon, denn schon! Umfangreiche Überarbeitung der FDB-Fachbroschüre “Knotenverbindungen für Betonfertigteile - Hinweise für Bemessung und Konstruktion”

Zuschriften: Zuschrift

Textilbewehrung ist ein innovativer Werkstoff, der es ermöglicht, leichte, filigrane Bauwerke auch im Betonbau umzusetzen. Der Werkstoff besteht aus Multifilamentrovingen, die nach heutigem Stand der Technik mit einer Tränkung aus Reaktionsharzen oder wässrigen Dispersionen versehen werden, um die Verbundeigenschaften zu verbessern. Untersuchungen, die am Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass bei hohen Beanspruchungen vor allem epoxidharzgetränkte Textilien zum Abspalten der Betondeckung neigen. In diesem Zusammenhang wurden weiterführende Untersuchungen vorgenommen. In dieser Veröffentlichung wird versucht, die unterschiedlichen Einflussparameter auf eine beginnende Spaltrissbildung zu identifizieren und zu quantifizieren. Dazu sind Verbunduntersuchungen an Rovingen durchgeführt worden, an denen die einzelnen Einflussparameter separiert wurden. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem die Querschnittsgeometrie und die Längsform der Rovinge eine entscheidende Rolle auf das Verbundverhalten und die Entstehung von Spaltrissen hat, wohingegen der Knotenwiderstand von untergeordneter Bedeutung ist. Aufbauend auf diesen Untersuchungen können Überlegungen zur Modifizierung von bisher am Markt erhältlichen Textilien vorgenommen werden, um eine Neigung zur Spaltrissbildung zu verringern.

Influencing parameters on longitudinal cracking in textile reinforced concrete
Textile reinforcement is an innovative material combination, allowing to create lightweight, filigree structural elements. It consists of multifilament yarns, which state of the art nowadays are impregnated with reactive resin or aqueous dispersion, to increase bond performance. Investigations carried out at the institute of structural engineering at TU Wien have shown a tendency to a spalling of the concrete cover, especially for textile reinforcement bonded with epoxy resin. Further investigations were carried out on this topic. In this publication, different influences on longitudinal cracking are observed and quantified. To gain this information bond tests on rovings were carried out, trying to separate all different influencing parameters on longitudinal cracking on their own. It can be shown that especially the geometry of the cross section and the geometry in longitudinal direction have a significant influence on the bond performance and the cracking behavior, whereas the influence of the knot resistance is of minor importance. Based on this investigations, modifications of common textile reinforcement available nowadays on the market can be discussed, to avoid a spalling of the concrete cover in the future and to further push the acceptance of textile reinforcement.

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Die 65 Jahre Spannbetonbrückenbau beginnend mit der Bahnhofsbrücke in Aue (Bild 1) bis zur heutigen Zeit führten in Deutschland zu einem augenblicklichen Bestand von annähernd 30500 Brücken, über die Tag für Tag ein an Häufigkeit und Last mehr als verdoppelter Verkehr rollt. Die Spannbetonbauweise hat damit sicherlich ihre Leistungsfähigkeit bewiesen. Durch die Kreativität der beteiligten Ingenieure und den starken Wettbewerbsdruck sind in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte zur Qualitätsverbesserung gemacht worden. Die nachfolgenden Ausführungen stellen den Stand der augenblicklich verfügbaren Spannverfahren dar und sollen einen Weg für die Zukunft aufzeigen.

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Die Bauweise der Asphaltarmierungen hat sich am Markt durchgesetzt, da sie durch ihre vorbeugende Wirkung als Rissprophylaxe sehr wirtschaftlich ist. Hohe Unterhaltungskosten z.B. für das Vergießen von Rissen bzw. der aus unbehandelten Rissen entstehenden Folgeschäden, können zukünftig eingespart werden.
Dieser Artikel geht auf die Grundlagen und Wirkungsweise spannungsaufbauender Asphaltarmierungen ein. Generell gelten diese Grundlagen für alle spannungsaufbauenden Armierungen im Bauwesen. So können die hier vorgestellten Wirkungsweisen beispielsweise auch auf die Stahlbewehrung im Stahlbetonbau übertragen werden und umgekehrt.

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Der Beitrag berichtet über Entwurf, Berechnung und Ausführung des Tragwerks für das Ende 1998 fertiggestellte neue Hörsaalzentrum der TU Dresden. Die teilweise weitgespannten Konstruktionen in Stahl-, Stahlbeton- und Verbundbauweise sind wichtige Bestandteile der architektonischen Gesamtkonzeption und bleiben nach dem Innenausbau sichtbar.

Der Bedarf an Kernbohrungen in Stahlbetonbauwerken ist in den letzten Jahren durch die steigende Anzahl von Instandsetzungen und Ertüchtigungen unterschiedlicher Stahlbetonbauten stark gewachsen. Für die Durchführung einer Kernbohrung ist die Kenntnis der genauen Lage der vorgespannten Bewehrung notwendig, um diese für die Statik wichtigen Elemente nicht zu beschädigen. Das methodische Vorgehen für die schadensfreie Durchführung von Kernbohrungen wird am Beispiel einer ca. 1 m dicken Hohlkastenseitenwand der Karl-Carstens Brücke in Bremen gezeigt. Nach der Darstellung der Ausgangslage und der Aufgabenstellung werden die Schritte beschrieben, die zu einer erfolgreichen Durchführung der Aufgaben erforderlich waren. Hierbei steht die planmäßige Anwendung der zerstörungsfreien Untersuchungsmethode Impulsradar im Vordergrund. Das Vorgehen gliedert sich in vier Schritte:
- Zunächst wurde eine Voruntersuchung durchgeführt, um festzustellen, ob sich die vorgespannte Bewehrung in den erwarteten Tiefen von bis zu 50 cm und unter den vorhandenen Bedingungen der Hohlkastenseitenwände mit dem Impulsradar detektieren lässt.
- Nach der erfolgreichen Voruntersuchung wurden im zweiten Schritt die Bereiche der geplanten Kernbohrungen großflächig mit dem Impulsradar untersucht.
- Anschließend konnte anhand der Messdaten die Lage der Bewehrung ermittelt und in einen Plan eingezeichnet werden, der im Maßstab 1:1 ausgedruckt wurde. Dieser Plan wurde positionsrichtig auf die Oberfläche der Hohlkastenwand geklebt.
- Im letzten Schritt wurden dann gezielte Test- und Suchbohrungen durchgeführt, denen die eigentlichen Kernbohrungen folgten.
Mit der im Plan dargestellte Bewehrungslage war die Voraussetzung für schadensfreies Bohren gegeben. So konnten die Kernbohrungen durchgeführt werden, ohne die vorgespannte Bewehrung zu beschädigen.