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Im Rahmen von Stadtentwicklungsmaßnahmen wird vor dem St. Pauli-Kloster in Brandenburg an der Havel eine neue Gehund Radwegbrücke über den Stadtkanal errichtet. Das integrale Stahlrahmenbauwerk mit einer Gesamtlänge von 40,50 m ist das Ergebnis eines begrenzt offenen Gestaltungswettbewerbs.

Bridge for footpath and cycle track across the urban canal in Brandenburg an der Havel, Germany
In the context of urban development, a new pedestrian bridge across the Stadtkanal is planned in the city of Brandenburg an der Havel. The steel frame bridge with the total length of 40,50 m is the result of a competition.

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Nach Aufstellung der Berechnungsgrundlagen wird anhand von zwei Beispielen die Nachweisführung und die Bemessung von bewehrtem Mauerwerk nach dem Eurocode 6 gezeigt. Als Beispiele werden eine Außenwand und ein Sturz aus USchalen behandelt. Als Ergebnis wird festgestellt, daß stets der Nachweis der Verankerung der Bewehrung maßgebend wird. Die Forderung in /2/ von ℓü > 0, 3 ℓb führt zu großen Verankerungslängen, die insbesondere bei Verankerung in Mauermörtel Probleme bereiten dürfte und vermutlich die Anwendung von bewehrtem Mauerwerk nach Eurocode 6 stark einschränken wird.

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Zur Vereinfachung des Standsicherheitsnachweises von einfachen kleinen Mauerwerksbauten wurde vom ISO/TC 179 der Entwurf einfacher Bemessungsregeln (simple rules) erarbeitet. Diese Regeln sollen für Gebäude mit bis zu zwei Vollgeschossen gelten. Bei Einhaltung der Regeln soll auf den statischen Nachweis für die Mauerwerkswände verzichtet werden dürfen. Eine Untersuchung typischer Wohnhäuser nach dem Entwurf der einfachen Regeln hat gezeigt, daß die festgelegten Anforderungen an Aussteifung und Stabilität nicht ausreichend sind. Zur Formulierung entsprechend verschäfter Anforderungen werden Vorschläge unterbreitet.

Es wird der Stabilitätsnachweis für ein insgesamt 130 000m3 umfassendes Bürogebäude mit 6 Obergeschossen und 2 Untergeschossen vorgeführt.

Über Entwurf, Konstruktion, Berechnung und Bauausführung der beiden ca. 156 m hohen Zwillingstürme der Deutschen Bank AG in Frankfurt. Neben der anzunehemenden Windlasten, die im Windkanal ermittelt wurden, wird besonders die Aussteifung des Gebäudes durch Rahmen in der Lochfassade und die Treppenhaus- bzw. Aufzugskerne berichtet.

Vereinfachte Berechnungsverfahren für Mauerwerk sind zukünftig in Eurocode 6 Teil 3 geregelt. Nachfolgend werden die wichtigsten Festlegungen in der aktuellen Fassung der Norm  -  Draft prEN 1996-3, November 2003  -  vorgestellt und erläutert.
Im einzelnen wird neben den Grundlagen und Anwendungsvoraussetzungen zunächst auf die vereinfachten Berechnungsverfahren zum Nachweis von Wänden auf Druck und Schub eingegangen. Danach wird der vereinfachte Nachweis der Gebäudestabilität für Gebäude mit bis zu drei Geschossen vorgestellt. Abschließend werden die vereinfachten Nachweise für Wände unter Teilflächenlasten, für Kelleraußenwände, für unbelastete Innenwände mit begrenzten seitlichen Lasten und für unbelastete Wände mit gleichmäßig verteilter seitlicher Last behandelt.
Es ist zu erwarten, daß Mauerwerk in Deutschland wie bisher überwiegend nach den vereinfachten Berechnungsverfahren bemessen wird. Mit den vorgestellten Nachweisen in Eurocode 6 Teil 3 ist auch zukünftig analog zum vereinfachten Berechnungsverfahren in DIN 1053-1 eine vereinfachte, wenig aufwendige Bemessung von Mauerwerk möglich.

Es werden die im Mauerwerksbau erforderlichen statischen Nachweise beschrieben. Es handelt sich hierbei um Nachweise des Wand-Decken-Knotens, der Knicksicherheit und des Schubs. Am Beispiel wird eine fünfgeschossige Aussenwand nach DIN 1052, Teil 2 nachgewiesen. Die Ergebnisse werden mit einer Bemessung nach DIN 1053, Teil 1 verglichen.

Die Versorgung von Neubauten soll möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Erneuerbare Energien spielen dafür eine gewichtige Rolle. Eine gute Möglichkeit, erneuerbare Energien ohne viel zusätzlichen Aufwand nutzbar zu machen, ist, bereits vorhandenen Komponenten im Gebäude zusätzliche Funktionen zu geben. Hier kann bspw. die Fassade oder das Dach solarthermisch aktiviert oder durch Fotovoltaikmodule ergänzt werden. Auch Tiefgründungen können neben der statischen Funktion noch eine geothermische Funktion zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme erhalten. Neben der Erzeugung bietet sich auch für die Verteilung der Wärme oder Kälte im Gebäude die Integration in Bauteile an. Hier kann bspw. der Boden durch eine Fußbodenheizung oder die Decke durch Deckenstrahlplatten aktiviert werden.
Im Rahmen der Veröffentlichung wird auf die thermische Aktivierung von Stahlkomponenten eingegangen. Es wird eine Lösung vorgestellt, die vorgehängte hinterlüftete Stahlfassade (VHF) solarthermisch zu aktivieren. Außerdem werden zwei Möglichkeiten zur geothermischen Aktivierung von Tiefgründungen mittels Stahlpfählen gezeigt. Zuletzt wird ein System zur thermischen Aktivierung von Stahltrapezprofilen an der Decke erläutert, welches Wärme zuführen oder bei Bedarf abführen kann.

Use of renewable energies by thermal activation of steel components
The supply of new buildings should be as independent from fossil fuels as possible. Renewable energies are important to reach this aim. A good way to achieve a higher usability of renewable energies without much additional effort is to give existing components in the building additional functions. For example, the façade or roof can be solar-thermally activated or extended by photovoltaic modules. Deep foundations can also be given a geothermal function in addition to their structural function to absorb or release heat. Integration into building components is also suitable for the distribution of heat or cold in the building in addition to the generation. For example, the floor can be activated by underfloor heating or the ceiling by radiant ceiling panels.
The publication deals with the thermal activation of steel components. A solution is presented to activate the curtain-type rear-ventilated steel façade by solar thermal means. Furthermore, two possibilities for geothermal activation of deep foundations using steel piles are shown. Finally, a system for the thermal activation of trapezoidal steel profiles at the ceiling is explained, which offers the possibility of adding or if required removing heat.

Ab dem Jahr 2020 soll die Versorgung von Neubauten möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Bei der Konzeption und Realisierung zukünftiger Neubauten werden neben der Senkung des Heizwärmebedarfs auch die Anlagentechnik und Beleuchtung sowie die Nutzung erneuerbarer Energien miteinbezogen werden müssen. Außerdem wird eine ganzheitliche Betrachtung, Bewertung und Optimierung hinsichtlich Energiebedarf und Energiebereitstellung notwendig. Sogenannte Plusenergiegebäude erzeugen dabei mehr Energie, als sie für ihren eigenen Bedarf im Jahresmittel benötigen. Durch Energiemanagement und -speicherung im Gebäude wird dabei zusätzlich eine weitere Entlastung der Energieversorgungsinfrastruktur angestrebt (Plusenergie 2.0).
Im Rahmen eines Forschungsprojekts, in einer Kooperation aus dem Lehr- und Forschungsgebiet Nachhaltigkeit im Metallleichtbau der RWTH Aachen, des Lehrgebiets Gebäudetechnik der FH Aachen sowie des Lehr- und Forschungsgebiets Architektur und Metallbau der FH Dortmund, sollen Lösungen für Plusenergiegebäude in Stahlleichtbauweise wissenschaftlich untersucht, erprobt und optimiert sowie Handlungsempfehlungen für zukunftsfähige Gebäudekonzepte abgeleitet werden. Neben der Optimierung der Gebäudehülle wird der Einsatz von einzelnen Stahllösungen, wie gebäudeintegrierter PV bzw. Solarthermie, stahlpfahlbasierter Geothermie sowie neuartiger Flächenheiz- und Kühlelemente aus Stahl, anhand konkreter architektonischer Entwürfe betrachtet und in experimentellen Untersuchungen sowie anhand eines parametrisierten Mustergebäudes erprobt. Als Projektergebnis entstehen ganzheitliche Plusenergiekonzepte für energetisch optimierte Gebäude in Stahlleichtbauweise.

Plus energy buildings 2.0 in lightweight steel constructions
From the year 2020 onwards, the supply of new buildings should be widely independent form fossil fuels. In the planning and realization of new buildings, the technical installations and lightning as well as the use of renewable energies will be considered in addition to the reduction of the heating demand. Besides a holistic examination, evaluation and optimisation considering energy demand and energy supply will be necessary. So called plus energy buildings are producing in a yearly average more energy than they need. With energy management and storage in the building, an additional relief of the energy supply structure can be achieved (plus energy 2.0).
In the context of a research project, in cooperation of the chair for Sustainable Metal Building Envelopes of the RWTH Aachen University, the Subject Area Building Services of the FH Aachen University of applied sciences and the Department of Architecture and Metal Construction of the FH Dortmund University of applied sciences and arts, solutions for plus energy buildings in lightweight steel constructions will be scientifically researched, proved, optimized and recommended procedures for future building concepts evolved. Besides of the optimization of the building envelop the use of steel solutions like building integrated PV or solar thermal energy, steel pile based geothermal energy as well as new steel panel heating and cooling devices will be considered with the use of a detailed architectural draft. Furthermore, it will be proved in experimental analyses and based on a parametric sample building. As a result of the project holistic plus energy concepts for energy optimized buildings in lightweight steel constructions will be created.

Für die Errichtung des Container-Kais mussten ingesamt 2900 Rammpfähle mit einer Länge von bis zu 40 m gerammt werden. Als wirtschaftlichste Lösung erwiesen sich hierfür hohle Schleuderbetonrohre mit 85 cm Aussendurchmesser und 12 cm Wandstärke. Die Rohre sind vorgespannt.

In order to keep the port of Amsterdam accessible for ocean-going ships, a new sea lock is under construction at the town of IJmuiden. The new sea lock will replace one of the nearly 100-year-old locks and will be the largest sea lock in the world upon completion. In order to prevent vibrations in the vicinity of the old locks and to prevent the need for deep building pits, the gate chambers are constructed as pneumatic caissons. Due to the open U-shape of the caissons for the gate chambers, they are particularly vulnerable to torsional deformations that can occur during the sinking process, as a result of differential settlements. This was the main reason the contractor OpenIJ (a joint venture of BAM and VolkerWessels) wanted to get a better insight into the behaviour of the soil during the sinking process in order to control the deformations of the caissons during sinking. Together with the Hamburg University of Technology (TUHH) advanced Finite Element calculations were performed using the Abaqus/Explicit model to get a better understanding of the behaviour of the soil under a caisson during failure of the supporting soil berms. With the results and the lessons learned from the Abaqus analyses, additional analyses were made with Plaxis 2D and the Brinch Hansen method in order to support the sinking process. During the sinking process a real-time monitoring system helped the operators to keep the deformations of the caissons within tolerances. The monitoring results showed that the soil behaved as predicted and both caissons were successfully sunk to their final position.

Untersuchung Absenkprozess pneumatischer Senkkasten
Um den Hafen von Amsterdam für große Seeschiffe zugänglich zu halten, wird in der Stadt IJmuiden eine neue Seeschleuse errichtet. Diese neue Seeschleuse wird eine der fast 100 Jahre alten Schleusen ersetzen und ist derzeit die größte Seeschleuse der Welt. Um Vibrationen in der Nähe der alten Schleusen und den Bau tiefer Baugruben zu vermeiden, werden die Torkammern als pneumatische Senkkästen ausgeführt. Aufgrund ihrer U-Form sind die Torkammern besonders anfällig für Torsionsverformungen, die während des Absenkvorgangs infolge ungleichmäßiger Setzungen auftreten können. Vor allem deshalb wollte der Auftragnehmer OpenIJ einen besseren Einblick in das Verhalten des Bodens während des Absenkvorgangs erhalten, um so die Verformungen der Senkkästen während des Absenkens kontrollieren zu können. Zusammen mit der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) wurden daher unter Verwendung eines Abaqus-/Explicit-Modells erweiterte Finite-Element-Berechnungen durchgeführt, um besser zu verstehen, wie sich der Boden unter einem Senkkasten beim Versagen der stützenden Bodenbermen verhält. Zur Unterstützung des Absenkprozesses wurden anhand der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Abaqus-Analysen zusätzliche Analysen mit Plaxis 2D und der Brinch-Hansen-Methode durchgeführt. Während des Absenkens half ein Echtzeitüberwachungssystem dabei, die Verformungen der Senkkästen innerhalb der Toleranzen zu halten. Die Überwachungsergebnisse zeigten, dass sich der Boden wie vorhergesagt verhielt, so dass beide Senkkästen erfolgreich auf ihre Endposition abgesenkt werden konnten.

The investigation measures carried out for the construction of the Gotthard Base Tunnel provide a demonstrative example for dealing with geological risk through appropriate investigation at each state of the project. Due to the length and deep overburden, it was impossible to completely investigate the entire length of the tunnel in advance. The concept in the southern sections intended the performance of probing ahead of the machine only in particularly critical locations, with the tunnelling and lining concept for the individual sections being designed to cope with possible hazard scenarios for the section and the provision of more intensive probing ahead of the continued drive in order to specify the necessary constructional measures. In addition, massive formation water ingress was to be expected in certain sections, which could reach a high quantity and high pressures (up to 200 bars).
The advance probing concept included in the contract for the almost 30 km long southern TBM drives of the Gotthard Base Tunnel with hammer drilling, seismic investigation and core drilling is described and the experience gained during the progress of the tunnel and the necessary adaptations are summarised. Suggestions are then derived for future projects.
Die durchgeführten Erkundungsmaßnahmen beim Bau des Gotthard-Basistunnels stellen ein anschauliches Beispiel für den Umgang mit dem Baugrundrisiko mittels phasengerechter Baugrunderkundung dar. Aufgrund der Länge und der großen Überlagerung war eine vorgängige vollumfängliche Erkundung über die gesamte Tunnellänge nicht möglich. Das Konzept in den südlichen Abschnitten sah vor, nur für die besonders kritischen Bereiche vorgängige Erkundungsmaßnahmen durchzuführen, die Vortriebs- und Ausbaukonzepte in den einzelnen Abschnitten auf die möglichen Gefährdungsbilder dieser Abschnitte auszulegen und die Vorauserkundungsmaßnahmen aus den laufenden Vortrieben zu intensivieren, um die erforderlichen baulichen Maßnahmen im Vortrieb festzulegen. Zudem musste in bestimmten Abschnitten mit massiven Bergwasserzutritten gerechnet werden, die einen hohe Schüttmenge und hohe Wasserdrücke (bis zu 200 bar) erreichen können.
Das in den knapp 30 km langen südlichen TBM-Vortrieben des Gotthard-Basistunnels gemäß Werkvertrag vorgesehene Vorauserkundungskonzept mit Schlagbohrungen, Seismik und Kernbohrungen wird aufgezeigt, und die Erfahrungen und erforderlichen Anpassungen während der Vortriebsarbeiten werden dargestellt. Schlussendlich werden die Erkenntnisse aus den Vortriebsarbeiten zusammenfassend dargestellt und daraus Vorschläge für andere Projekte aufgezeigt.

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Es werden aus jahrzehnterlanger Arbeit heraus Anmerkungen zur bisherigen und zur sich abzeichnenden Entwicklung der Betonstähle gemacht. Sie betreffen insbesondere die Schweißneigung, den Verbund, die Duktilität und die Dauerfestigkeit.

Bericht über eine Versuchsreihe zur Frage wie stark Verbundspannungen von Betonrippenstählen bei nicht ruhender Belastung abgemindert sind und damit die erforderlichen Übergreifungslängen beim Stoss zu erhöhen sind. In Abhängigkeit vom seitlichen Stababstand, der Querbewehrung und der Betonfestigkeit werden Angaben über das Rissbild, das Verhalten im Bruchzustand und Bruchlasten mitgeteilt. Hieraus werden Bemessungsregeln und konstruktive Hinweise abgeleitet.

Es wird über Versuche berichtet zur Bestimmung der erforderlichen Übergreifungslängen von Betonstahlmatten im 2-Ebenen-Stoß.