Umfassende Zusammenstellung der aktuellen Theorie für das Bemessen und Bewehren von Stahlbeton. Es wird darüberhinaus ein neuer Ansatz vorgestellt, mit dem das Einlegen von Schubbewehrung weitgehendst vermieden werden soll.

Es wird eine neue Stahlbetonkonzeption für die Bewehrungsführung vorgestellt und an Hand typischer Bauelemente erläutert.

Als hautartige Schalen oder Spannschalen werden Bauwerke bezeichnet bei welchen unter Hauptbelastung in jedem Punkt und in jeder Richtung die Schnittkräfte annähernd gleich sind. Hierfür werden Berechnungsmethoden und die Ausführung in Spritzbetonbauweise anhand von drei ausgeführten Beispielen gezeigt.

Anhand praktischer Beispiele wird auf die Kontrollmöglichkeiten der Ergebnisse einer finiten Elemente-Berechnung eingegangen.

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In einer Reihe von Aufsätzen seit 1983 wurde den Lesern von BAUTECHNIK die neue Stahlbetonkonzeption vorgestellt. Diese Konzeption basiert - z. T. abweichend von der Elastizitätstheorie - auf der Hypothese, daß durch die Bewehrungsführung und die Verbundwirkung das Tragverhalten von Stahlbetonbauteilen beeinflußt, gesteuert und somit optimiert werden kann. Der Aufsatz stellt eine Zusammenfassung der Arbeiten, der gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen dar.

Erst die analytisch-synthetisch vorgehende Wissenschaft ermöglicht es, die Versagensursachen eines Bauwerks festzustellen und versetzt damit die "humane" Justiz in die Lage, die Strafbarkeit zu bewerten. Zur Feststellung der Ursachen dienen u. a. die Vorschriften. Dadurch verlagert sich die Zielsetzung von der Sicherheit des Bauwerks auf das "Sichabsichern" der Erbauer, indem sie die Vorschriften einhalten. Während z. B. Schwedler bei seinen statischen Nachweisen stets im Kontakt mit seinem Gegenstand, mit der Konstruktion, war, arbeitet der Statiker heute vorwiegend mit "black boxes". Es wird darauf eigegangen, wie sich diese Entwicklung im Baugeschehen auswirkt. Abschließend wird geschildert, unter welchen Rahmenbedingungen der Ingenieur seine Leistung erbringt und wie die Öffentlichkeit seine Bemühungen einschätzt.

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Die Bundesgartenschau (BUGA) 1997 findet auf einem ehemaligen Zechengelände in Gelsenkirchen statt. Das geplante Wegenetz überquert eine Talsenke, eine Straße, den Rhein-Herne-Kanal sowie an mehreren Stellen die Emscher. Der folgende Beitrag behandelt die kürzlich fertiggestellten Fußgängerbrücken.

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Der französische Gärtner JOSEPH MONIER hat seine aus Zementmörtel hergestellten Pflanzkübel mit Drahtringen armiert. Seiner Idee wurde 1867 das Patent erteilt. Die Bauingenieure waren bemüht, diese Erfindung auf ihre Tragkonstruktionen anzuwenden. Für die rechnerische Erfassung des bewehrten Balkens standen drei Analogtragverhalten zur Verfügung: der Bogen, das Hängewerk und das Fachwerk. Da man sich gerade unter der “Herrschaft” der Fachwerkstatik befand, entschied man sich für das Fachwerk, womit die Eigenschaften des Betons im Wesentlichen außer Acht blieben. Aus Rundstäben wurden Bewehrungskörbe gebunden und diese einbetoniert.
Im Gegensatz zu seiner großen Druckfestigkeit besitzt Beton nur eine geringe Zugfestigkeit. Das bedeutet, dass Bewehrungsstäbe dort eingelegt werden müssen, wo der Beton die während der vorgesehenen Nutzung auftretende Zugbeanspruchung nicht aufnehmen kann. Im Folgenden wird erörtert, wo und wie der Beton eines mehrgeschossigen Hauses bewehrt bzw. nicht bewehrt werden soll [1].

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Die Stahlbeton-Forschung und -Normung basiert auf der Stabwerksstatik. Damit werden die besonderen Eigenschaften des Baustoffs Beton nicht adäquat berücksichtigt und genutzt. Durch falsch geführte Hauptbewehrung werden Zugspannungen hervorgerufen, die durch zusätzliche Bewehrung (Bügel) aufgenommen werden müssen. An diversen Tragelementen wird gezeigt, wie durch die an den Zugtrajektorien orientierte Armierungsführung wesentlich kostengünstigere und umweltfreundlichere Bauwerke erstellt werden können.

Too much steel in concrete structures? - Reinforced concrete - 120 years worldwide success on the basis of an incorrect approach
The reinforced concrete research and standardization are based on the structural analysis of truss models. Thus, the special properties of the building material concrete are not taken into account and no adequate approach is found. Improperly performed main reinforcement causes tensile stresses, whereby additional reinforcement (stirrups) has to be included. At various structural elements is shown how much more cost effective and environmentally friendly buildings can be created by means of the reinforcement oriented to the tension trajectories.

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Herrn Dipl.-Ing. Wolfang Eilzer zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Im Zeitraum von 2013, der Veröffentlichung des Wettbewerbs, über die Grundsteinlegung in 2018 bis zur Fertigstellung voraussichtlich Anfang des Jahres 2022 entstand auf dem Campus der Universität Basel ein Labor- und Forschungsgebäude für das Department of Biosystems Science and Engineering (D-BSSE) der ETH Zürich. Zentrales gestalterisches Element des Neubaus ist ein lichtdurchflutetes Atrium, welches mit einem äußerst transparenten Glasdach abschließt. Die gewünschte Leichtigkeit des Tragwerks konnte nur mit einer Gitternetzschale erreicht werden, deren Geometrie in einem Formfindungsprozess optimiert worden ist. Die maximalen Abmessungen des Atriums, dessen Grundriss an ein “Dreieck mit ausgerundeten Ecken” erinnert, betragen etwa 20 m × 35 m. In zwei gegenüberliegenden Ecken des Atriums setzt je eine skulpturale Wendeltreppe einen weiteren architektonischen Akzent. Die beiden Treppen sind freitragend und verbinden zwei bzw. drei Geschosse. Diese drei raumprägenden Stahlobjekte entstanden in intensiver Zusammenarbeit zwischen Architekten und Tragwerksplanern. Auf den Entwurfsprozess und die technischen Herausforderungen bei Planung und Montage der Stahltragwerke wird im Folgenden näher eingegangen.

Atrium roof and steel spiral stairs at the scientific building D-BSSE of ETH Zürich in Basel
On the campus of the University of Basel an outstanding scientific building ist currently being erected. It will be the future home of the Department of Biosystems Science and Engineering (D-BSSE) of ETH Zürich. The planning process started in 2013 following an architectural design competition. Construction began in 2018 and is expected to be completed in 2022. Key element of the building layout is a central atrium. It is covered by an elegant glass roof and therefore floodeded with light. The desired brightness could only be achieved by a gridshell. Its shape is the result of a form-finding process. The atrium's footprint resembles a triangle with rounded corners. Its maximum dimensions are about 20 m × 35 m. Two iconic spiral stairs are located opposite each other in two corners of the atrium. They connect two or three floor levels respectively and span freely between the floor slabs. Those three steel structures, which dominate the atrium's internal space, are the result of a close collaboration between the architect and the structural engineer. This design process, the technical challenges in design and construction are the subject of this paper.

Bridges are of vital importance for the European infrastructure network. Due to their significance in the political economy, the requirement for sustainable, meaning highly advanced, cost-effective, environmentally friendly and long-lived structures is outstanding. Therefore steel composite road bridges were analysed in the Sustainable Steel-Composite Bridges in Built Environment RFCS project (SBRI) by means of a holistic approach combining Lifecycle Assessment, Lifecycle Costs and Lifecycle Performance analyses to promote steel in the bridge construction. The partners of the project were the Institute of Structural Design Universität Stuttgart, Universidade Coimbra, Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux, BRISA Engenharia e Gestão SA and ArcelorMittal.
The paper presents a holistic approach to steel and concrete composite bridges by combining analyses of their environmental, economic and functional qualities. The idea of sustainable design is implemented by the project SBRI+ to increase the acceptance of this new way of sustainable thinking, especially among bridge owners and planners. The project includes the SBRI tool which provides designers and authorities with a tool for the evaluation and comparison of the sustainability of different bridge types in the early stages of design, implementing a holistic lifecycle analysis methodology. This helps to select the best option by considering the pros and cons of each alternative in the entire lifespan of the bridge (i.e. construction, operation and end-of-life stages) as opposed to the simple comparison of initial construction costs.

Umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten schiefwinkliger Stahlbetonplatten und Empfehlungen zur Bewehrungsführung.

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Die kinetischen, dreidimensionalen Messungen der freien, integralen Quellung wurden an unbehandeltem und an acetyliertem (Acetylgehalt 8,56 %, 20,14 % und 28,63 %) Tannenholz (Abies alba Mill.) entlang der Sorptionsisotherme unter luftfreien Bedingungen durchgeführt. Der zeitliche Verlauf der Quellung in den drei anatomischen Hauptrichtungen und in der transversalen Richtung wurde für das unbehandelte und das acetylierte Holz aufgezeigt sowie der maximale Dimensionsstabilisierungseffekt (ASE) für die jeweilige Modifizierung geschätzt. Die Auswirkung des Partialdruckgradienten des Wasserdampfes auf die mittlere Quellungsgeschwindigkeit wurde behandelt.

Kinetic of free integral swelling on chemically modified wood along the water vapour sorption isotherm under air-free conditions
The kinetic, three-dimensional measurements of the free integral swelling were accomplished at the untreated and at the acetylated (acetyl content 8.56 %, 20.14 % and 28.63 %) fir wood (Abies alba Mill.) along the sorption isotherm under air-free conditions. The course of the swelling in the three anatomical main directions and in the transversal direction was presented for the untreated and the acetylated wood. The anti-swelling efficiency (ASE) for the accomplished modifications was estimated. The effect of the partial pressure gradient of the water vapour on the mean swelling speed was presented.

An 21 heimischen und 11 überseeischen Holzarten wurde die Gleichgewichtsfeuchte bei 20 °C und 35, 50, 65, 80 und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit experimentell in der Adsorptionsphase bestimmt. Aufbauend auf den experimentell bestimmten Mittelwerten wurden mit dem Hailwood-Horrobin-Modell (HH-Modell) ausgewählte Parameter wie Fasersättigungsfeuchte, mono- und polymolekulare Sorption, spezifische Oberfläche des Sorbenten, hypothetisches Molekulargewicht des Sorbenten sowie Unzugänglichkeit des Sorbenten zum Sorbat berechnet. Zusätzlich wurden Tabellen für die Gleichgewichtsfeuchte bei 20 °C und in 2-%-Schritten abgestufter relativer Luftfeuchtigkeit berechnet. Die mittels des HH-Modells berechnete Fasersättigungsfeuchte liegt für alle geprüften Holzarten im Bereich zwischen 22 bis 36 %, im Mittel bei ca. 30 %. Es treten erhebliche Abweichungen zwischen den einzelnen Holzarten in der Fasersättigungsfeuchte auf. Die Tendenzen für die Kenngrößen der Sorptionsanalyse wurden aufgezeigt.

Die Interaktion zwischen Holz und Wasser hat eine entscheidende Bedeutung für die Anwendung von Holz. Praktisch alle Eigenschaften des Holzes sind von der Holzfeuchte beeinflusst. Das Wasser ist über den hygroskopischen Bereich der Sorptionsisotherme unterschiedlich stark an das Holz gebunden. Es treten chemische, physikalische sowie Kapillarkräfte in den unterschiedlichen Bindungsformen des Wassers auf. Sehr trockenes Holz kann das Wasser so stark binden, dass es zu einer Kontraktion der sorbierten Schicht kommt. Die Wasseraufnahme wird in dieser Schicht nicht von einer Quellung begleitet. Der Aggregatzustand des Wassers wird als Hydrat- oder auch als Kristallwasser bezeichnet. Aufbauend auf vorangegangenen Arbeiten zum Sorptionsverhalten verschiedener Holzarten wird nachfolgend vor allem das Phänomen Hydratwasser aufgrund von den komplexen Sorptions- und Quellungsmessungen an fremdländischen Holzarten untersucht.