Berechnungsingenieure tragen in besonderem Maße Verantwortung für ihr berufliches Handeln. Aus dem Umfang ihrer Tätigkeitsbereiche ergibt sich für den einzelnen Berechnungsingenieur ein mögliches Potenzial strafrechtlicher Produkthaftung. Dieses ist von der jeweiligen Branche, vom Aufgabenprofil und von der konkreten Art der Tätigkeiten abhängig. Das Ausmaß der Verantwortung ist den meisten Berechnungsingenieuren allerdings nicht bewusst.
Neben dem technischen Risiko besteht das mit dem Schaden verbundene juristische Risiko für den Berechnungsingenieur. Zu diesen Risiken zählen neben der nicht versicherbaren Gewährleistung auch zivilrechtliche Haftungsansprüche bei Personen-, Sach- oder Vermögensschäden und insbesondere strafrechtliche Konsequenzen bei Körperverletzungen und Todesfällen.
Die Halleneinstürze im schweizerischen Uster (1985), in Bad Reichenhall (2006) und St. Gallen (2010), der Zusammenbruch der Ölplattform Sleipner A (1991) sowie der folgenschwere ICE-Unfall in Eschede (1998) haben das juristische Risiko deutlich gemacht.
Mit diesem Beitrag soll ein Überblick über die möglichen strafrechtlichen Konsequenzen für den Berechnungsingenieur gegeben werden. Somit richtet sich dieser Beitrag an freiberuflich tätige Berechnungsingenieure und an Unternehmen und Ingenieure, die Berechnungsleistungen im Rahmen ihrer unternehmensinternen Produktentwicklung ausführen.

Penal product liability of calculation engineers
Calculation engineers bear notable responsibility for their professional actions. The scale of the operations and penal product liability of the individual engineer derived from that, depends on the particular industry, task profile as well as the concrete kind of activity. Still, most calculation engineers are not distinctly aware of the extent of responsibility they take over.
Besides the technical risks, judicial ones connected to potentially created damage exist. These risks include the non-insurable warranty, civil liability in cases of personal, material and financial damages as well as penal consequences in the event of physical injury and death in particular.
The hall collapses in Swiss' Uster (1985), Bad Reichenhall (2006) and St. Gallen (2010), the crashing oil platform Sleipner A (1991) as well as the fatal ICE accident in Eschede (1998) revealed this judicial risk.
This article is supposed to give an overview of the penal consequences for calculation engineers and is thus addressed to freelance engineers as well as enterprises and engineers that perform calculation services as part of their corporate-internal product development.

Mikropfähle bestehen in der Regel aus einem Rundstahlkern mit Betonumhüllung. Sie werden bei Gründungen und Gründungsergänzungen unter beengten Verhältnissen wie z. B. in Kellerräumen mit üblicher Geschosshöhe verwandt. In Fällen, in denen das durchörterte Erdreich eine weichere Konsistenz aufweist, besteht u. U. “Knickgefahr”, die besonderer Überlegungen bei der Festlegung der Tragfähigkeit bedarf. Hierauf wird im Folgenden eingegangen. Aufgrund der vergleichsweise einfachen Ansätze ist eine “Handrechnung” - zweckmäßigerweise unter Zuhilfenahme eines Tabellenkalkulationsprogramms - möglich. Dadurch erhöht sich die Transparenz der Berechnung.

Approximated determination of stress results and dimensioning of micro piles
As a rule, micro piles consist of a round-bar iron core with concrete wrapping. They are used at foundations and complementary foundations under cramped conditions like e. g. in basement rooms with usually low height. In cases in which the penetrated soil shows a soft consistency there might be buckling risk, which requires special considerations for specification of the load bearing capacity. This will be discussed below. Due to the comparatively simple approaches a convenient “hand calculation” is possible with the help of a program for table-calculation. Through this the transparency of the calculation will increase.

Fernwärmeleitungen werden durch erhebliche Temperaturwechsel beansprucht und interagieren deshalb bei der üblichen Erdverlegung intensiv mit dem umgebenden Boden, der die temperaturinduzierte Verformung behindert. Die axiale Verformung der Leitung mobilisiert Reibungskräfte und die laterale Verformung z. B. in Bogenbereichen Bettungswiderstände. Beide Bodenwiderstände verändern sich mit der Betriebsdauer der Leitung infolge ihrer Zyklenabhängigkeit. Die mobilisierbare Reibungskraft ist überdies von der Betriebstemperatur der Leitung abhängig, sodass sich ein sehr komplexes Tragverhalten ergibt, das in der derzeitigen Bemessungspraxis nur stark vereinfacht erfasst wird. Der vorliegende Fachaufsatz stellt den Kenntnisstand bezüglich der Reibungskräfte und Bettungswiderstände zusammengefasst dar und beschreibt den in einem laufenden Forschungsprojekt verfolgten Ansatz zur genaueren Erfassung des Tragverhaltens erdverlegter Fernwärmeleitungen.

Interaction of district heating pipelines and the surrounding soil
District heating pipelines are subjected to significant temperature changes and therefore interact intensively with the surrounding soil, which hinders the temperature-induced deformation of the pipeline. The axial deflection mobilizes friction forces and the lateral deflection occurring for instance in arc sections mobilizes bedding resistances. Both soil resistances change with operation period of the pipelines due to cyclic load effects. Moreover, the maximum friction force depends on the operation temperature of the pipeline. The bearing behavior of the pipeline is thus quite complex. In the current design guidelines the complex behavior is considered only in a very simplified way. The report at hand summarizes the knowledge concerning friction forces and bedding resistances and describes an approach followed in a current research project to consider the bearing behavior of earth-buried district heating pipelines more accurately.

Als umweltschonende Alternative zu portlandzementgebundenen Betonen werden derzeit in der Betonindustrie und in der Baustoffforschung Betone mit alkaliaktivierten Bindemitteln, sog. Geopolymerbetone, intensiv erforscht. Die auf industriellen Reststoffen wie Flugasche und Hüttensand basierenden anorganischen Bindemittel weisen bei geeigneter Zusammensetzung einen hohen Widerstand gegenüber aggressiven Salzlösungen und Säuren auf. Als Grundlage für den rechnerischen Nachweis der Tragfähigkeit von brandbeanspruchten Betonbauteilen auf Basis von alkaliaktivierten Bindemitteln werden deshalb an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von flugaschebasierten Geopolymerbetonen systematisch untersucht. Die bis zu 750 °C erhitzten Probekörper mit quarzitischer und leichter Gesteinskörnung zeigen einen Festigkeitsverlust bis ca. 300 °C, der auf entwässerungsbedingte Mikrorissbildung zurückgeführt werden kann. Bei weiter zunehmender Temperatur steigt aufgrund von Sinterungsprozessen ab ca. 500 °C die Festigkeit der untersuchten Geopolymerbetone wieder an. Diese im Vergleich zu herkömmlichem Beton günstigere Materialeigenschaft eröffnet potenziell auch Anwendungsmöglichkeiten in brandschutztechnisch kritischen Infrastrukturbereichen. Die Ergebnisse der thermomechanischen Prüfungen werden für numerische Bauteilberechnungen als temperaturabhängige Spannungs-Dehnungs-Beziehungen aufbereitet.

Mechanical properties of fly ash-based geopolymer concretes at high temperature
At present, concretes based on alkali-activated binders, so-called geopolymer concretes, are investigated intensively in the building materials industry and by the research community as environmentally friendly alternative to Portland cement-based concretes. These inorganic binders, which are based on industrial by-products such as fly ash and ground granulated blast furnace slag, exhibit high resistance against corrosive acids and salts, if properly designed. The mechanical properties of fly ash-based geopolymer concretes at high temperatures are subject of systematic investigations at the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) to create a basis for the structural design of fire exposed concrete members based on alkali-activated binders. The concrete specimens, produced with quartz aggregates or lightweight aggregates and heated to a maximum temperature of 750 °C, exhibited a decrease of compressive strength up to temperatures of ca. 300 °C, attributed to formation of microcracks caused by dehydration. At higher temperatures the compressive strength of the investigated geopolymer concretes recovered partly, due to sintering processes starting from ca. 500 °C. Because of this beneficial property when compared to conventional concretes, geopolymer concretes can potentially be applied in infrastructure facilities where fire resistance is critical. From the results of the thermomechanical tests stress-strain relationships are derived that can be used for the structural design of members made from geopolymer concretes.

Wesentlich für das Sicherheitsniveau und damit die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit des Technologiestandorts Deutschland ist der Brandschutz in Industrieanlagen, in Gebäuden und im Transportwesen. Der vorbeugende bauliche Brandschutz hat u. a. das Ziel, die Brand- und Rauchausbreitung im Brandfall für eine gewisse Zeit zu behindern, damit die erforderlichen Lösch- und Rettungsarbeiten durchgeführt werden können. Dies geschieht u. a. durch Anforderungen an die Feuerwiderstandsfähigkeit brandbeanspruchter Bauteile. Der Feuerwiderstand eines Bauteils ist die Fähigkeit, während eines angegebenen Zeitraums in einer genormten Feuerwiderstandsprüfung bezüglich mechanischer Stabilität und/oder thermischer Isolierung nicht zu versagen. Reaktive Brandschutzbeschichtungen erhöhen für viele Bauteile sehr effektiv den Feuerwiderstand. Die Beschichtungen und die Brandprüfungen müssen jedoch an die immer komplexeren Anwendungen und/oder extremeren Anforderungen angepasst und weiterentwickelt werden. Aktuelle Forschungsschwerpunkte liegen dabei in der Entwicklung neuer Materialien (z. B. Geopolymere, keramisierende Beschichtungen, silikonbasierte Beschichtungen) für extreme Brandszenarien (extreme Temperaturen, lange Beanspruchungszeiten) und in der Realisierung komplexer Funktionalitäten (komplexe Geometrien, bewegliche Komponenten) sowie in der Entwicklung neuer Testmethoden (Feuerwiderstand als Bench-scale-Tests, kostengünstiges Screening, Feuerwiderstand in extremen Brandszenarien). Die Entwicklung geht dabei weg von der präskriptiven Bewertung hin zur leistungsorientierten (performance-based) Bewertung in individuellen Brandszenarien oder von komplexen Bauteilen. Im Rahmen dieser Arbeit werden Lösungsansätze für die neuen Herausforderungen an die reaktiven Brandschutzsysteme unter Extrembedingungen und deren Testmöglichkeiten vorgestellt und diskutiert. Im Mittelpunkt stehen dabei neu entwickelte Bench-scale-Testmethoden zum Screening von neuen Beschichtungsmaterialien sowie zur Beurteilung spezieller bzw. materialspezifischer Aspekte des Feuerwiderstands unter Extrembedingungen.

New ways: Reactive fire protection coatings for extreme conditions
Fire safety in industrial plants, buildings and transportation is essential for the safety level and sustainable competitiveness of Germany as a technology location. The aim of preventative structural fire protection is to prevent fire and smoke propagation in the case of fire for a certain period of time, with the result that required firefighting and rescue operations can be carried out. This is done, among others, by requirements on fire resistance of fire-stressed components. The fire resistance of a component is the ability to keep mechanical stability and/or thermal insulation for a certain period in a standard fire resistance test. For many components intumescent coatings increase very effectively the fire resistance. However, the coatings and fire tests have to be adapted and further developed due to increasingly complex applications and/or extreme requirements. Current research focuses on the development of new materials (e. g. geopolymers, ceramifying coatings, silicone-based coatings) for extreme fire scenarios (high temperatures, long burning times), the implementation of complex functionalities (complex geometries, moving parts) and the development of new testing methods (fire resistance as bench-scale tests, cost-effective screening, fire resistance in extreme fire scenarios). The aim is not a prescriptive assessment but a performance-based assessment in individual fire scenarios or of complex components. This study presents and discusses new approaches for reactive fire protection systems under extreme conditions and its testing facilities facing new challenges. The focus is on newly developed bench-scale test methods for screening, new coating materials, and to assess specific and material-specific aspects of fire resistance under extreme conditions.

Heute verfügbare Technik ermöglicht es, die Wärmetransportmechanismen im Brand, an der Bauteiloberfläche und im Bauteil mittels CFD zu koppeln. Die Kopplung von Fluid und Struktur wurde am Beispiel eines 100-MW-Tunnelbrands mit CFD (Computational Fluid Dynamics) untersucht. Die instationären Berechnungen wurden mit dem CFD-Programm ANSYS Fluent durchgeführt. Der infolge eines Lkw-Unfalls verursachte n-Heptan-(C7H16)-Brand wurde mit dem Eddy-Dissipation-Verbrennungsmodell modelliert.
Das Fluid- und Solid-Gebiet wurden durch ein ‘Interface’ gekoppelt. Die instationäre Wärmeleitung des Bauteils mit einer Höhe von 0,4 m wurde mit der dreidimensionalen Fourier'schen Wärmeleitungsgleichung modelliert und das instationäre thermische Verhalten des quarzhaltigen Betonbauteils analysiert. Temperaturabhängige Stoffkennwerte wurden berücksichtigt.

Modeling tunnel fires - Coupling of fluid and structure
The current technology allows the coupling of the temperature-dependent heat transfer mechanisms in case of fire within the structural components and at their surface by means of computational fluid dynamics (CFD). In this paper the thermal coupling of a fluid and a solid region in case of a 100 MW tunnel fire caused by a truck was carried out with CFD. The transient fire simulations were performed with the CFD program ANSYS Fluent. The fire was modeled by the combustion of n-heptane (C7H16) using the eddy dissipation model.
The fluid and the solid region were coupled by an interface. The unsteady heat conduction for the 0.4 m thick concrete structure is modeled by using the Fourier heat transfer equation. The transient thermal behavior of quartz containing concrete component was analyzed. Temperature-dependent material properties were considered.

Bauliche Randbedingungen wie z. B. Wände oder Fassaden in der Nähe von Brandquellen beeinflussen die Flammenausbildung und den Plume. Es ist bekannt, dass Begrenzungselemente (z. B. Wände) den Eintrag von Sauerstoff in den Plume behindern und brennbare Gase bzw. Pyrolyseprodukte dadurch erst in größeren Höhen vollständig verbrennen. Inwieweit die Position der Brandquelle, die Gebäudegeometrie (Anzahl der Begrenzungselemente) und die Wärmefreisetzungsrate die charakteristischen Merkmale der Flamme beeinflussen, wurde am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig im Rahmen einer Versuchsreihe mit einem Propangasbrenner experimentell untersucht. Für die Durchführung der Versuche wurde der Braunschweiger Fassadenprüfstand mit umfangreicher Messtechnik zur Erfassung von Wärmestromdichten, wandnahen Temperaturen, Temperaturen zur Vermessung des Plumes sowie der Auftriebsgeschwindigkeit ausgestattet. In diesem Beitrag werden die Messdaten der Brandversuche diskutiert und mit den Ergebnissen eines CFD-Modells sowie mit ausgewählten empirischen Berechnungsansätzen verglichen.

Experimental and numerical investigations of fire scenarios in front of façades considering various distances
Constructional boundary conditions, e. g. walls or façades, close to ignition sources affect the fire formation and the plume. It is already known, that boundaries (e. g. walls) constrain the entrainment of air and oxygen into the plume and the combustion of gas or flammable products is completed at larger heights. How far the location of the fire sources, the building geometry and the heat release rate affect the characteristics of a flame is investigated at the Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) of TU Braunschweig in line with a series of experiments with a square gas burner. For the implementation of the fire tests the test rig in Braunschweig is provided with extensive measurement techniques to determine heat flux, wall-bounded temperatures, temperatures for plume measurements and upward velocity. In this paper the data of the fire tests are discussed and compared with the results of a CFD-Model and selected empirical calculation approaches.

Brettsperrholz (BSP) wird zunehmend im modernen Holzbau für Wände, Decken oder Dachelemente als hochwertiges, innovatives und wirtschaftliches Tragelement eingesetzt. Bei sorgfältiger Planung und Ausführung ist es möglich, einen sicheren Einsatz von BSP auch in Gebäuden mit erhöhten Brandschutzanforderungen und gemäß den Anforderungen von Tragwerksnormen (z. B. EN 1995-1-1 und EN 1995-1-2) [1, 2] zu gewährleisten. Weltweit wurden bereits zahlreiche Brandversuche mit BSP durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher Querschnittsaufbauten sowie verschiedener Klebstoffe auf den Feuerwiderstand von Decken- und Wandelementen aus BSP zu untersuchen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die umfangreichen experimentellen Untersuchungen, wichtige Erkenntnisse werden zusammengefasst und Empfehlungen für die Brandbemessung von BSP erläutert. Die Untersuchungen zeigen, dass eine ausreichende Datengrundlage existiert, um das Brandverhalten von BSP zuverlässig zu beschreiben.

Fire behaviour of cross-laminated timber
Cross Laminated Timber (CLT) is currently used in modern timber structures for load-bearing wall, floor or roof elements as a high quality, innovative and cost-effective structural element. Careful planning and implementation ensures the safe use of CLT in buildings with increased fire protection requirements and in accordance with the requirements of building-design standards (e. g. EN 1995-1-1 and EN 1995-1-2) [1, 2]. Worldwide, many fire tests with CLT have been per-formed to investigate the influence of different cross-sectional build-ups and various adhesives on the fire resistance of CLT floor and wall elements. This paper gives an overview of the extensive investigations, main outcomes are summarized and recommendations on the fire design of CLT elements are given. The investigations show that an adequate data base exists to reliably describe the fire behavior of CLT.

Zur Schnittgrößenermittlung, Verformungsberechnung, Spannungsanalyse und zur Bemessung von maschinell aufgefahrenen Tunneln mit Tübbingauskleidung werden heutzutage verschiedene Modellierungsmethoden herangezogen. Zum Entwurf und zur Bemessung des Tunnelausbaus dienen üblicherweise Bettungsmodelle, die den umliegenden Boden mit nur Druckkraft übertragenden Federn idealisieren und den Ausbau als kreisförmige Balkenabschnitte abbilden. Um eine dreidimensionale Wirkung des Tunnels im Baugrund aufzuzeigen, werden numerische Kontinuumsmodelle genutzt. Die Baugrundeigenschaften werden dabei zumeist unter Verwendung eines nichtlinearen Materialgesetzes abgebildet, wobei der Tunnelausbau vorwiegend als kreisförmige Schalenabschnitte mit Druck- und Reibkontakt zum Baugrund erfasst ist. Dabei können einerseits relevante Bauzustände wie der sequenzielle Tunnelvortrieb, die schrittweise Installation des Tunnelausbaus im umliegenden Boden sowie ausgewählte Belastungsszenarien aus dem Verpressdruck und dem Stützdruck abgebildet werden. Andererseits lassen sich durch Simulationsmodelle mit sofortiger Aktivierung des Tunnelausbaus Endzustände realisieren. Neben diesen nichtlinearen numerischen Berechnungsmethoden liefern klassische analytische Lösungen z. B. im elastischen Halbraum wichtige Grundlagen (Last- und Modellierungsansätze) und Kontrollmöglichkeiten (Größe von Schnittgrößen und Verformungen). Der Beitrag stellt demnach Unterschiede zwischen den einzelnen Modellierungsvarianten gegenüber, bewertet sie im Hinblick auf die Abbildungseigenschaften und vergleicht sie hinsichtlich der Schnittgrößenkombinationen und radialen Verschiebungen unter Variation ausgewählter Parameter des Baugrunds.

Comparative Analyses of Modeling Alternatives of Tunnels with Concrete Lining Segments
Task-oriented alternative modelling techniques are popular in mechanised tunnelling to calculate internal forces and deformations, to analyse stresses or to design. For detailing and designing lining segments beams on elastic foundation are often favoured. Those models idealise the soil-structure interaction employing compression-only springs and approximate the circular tunnel shell by polygonal beam members. By contrast and to account for a holistic three-dimensional impact of the tunnel on the soil more sophisticated continuum models, utilising nonlinear constitutive laws, are preferred. Here, the circular tunnel shell interacts in compression with the surrounding soil by contact and friction. Apart from the final state scenario associated with an immediately activated tunnel lining, intermediate construction stages due to sequential driving along with a stepwise consecutive installation of lining segments and specific loading scenarios from grouting or back pressure can explicitly be accounted for. Complementary to nonlinear numerical simulation well-known analytical results provide a sound fundamental basis for control. The contribution contrasts and assesses alternative modelling approaches regarding features, demands and adequacy. For the last one, numerical results are analysed in variation of decisive soil properties with respect to radial deformations in relevant load combinations.

Ein Brückenstatiker gerät leicht unter Druck, wenn der Bauherr die nach ZTV-ING geforderte Bewertung der “fahrdynamischen Verträglichkeit” der gewählten Ausgleichsgradiente einfordert. In dem schmalen Korridor einer zulässigen Mindest- bzw. Maximaldicke der Schutzschicht müssen herstellungsbedingte Bauungenauigkeiten der Fahrbahnplatte ausgeglichen werden. Das Bestreben seitens der ausführenden Baufirma ist, dass möglichst keine zeit- und kostenintensiven Fräs- bzw. Spachtelarbeiten mit Betonersatzsystemen erforderlich werden. Nicht selten wird dann die für das Ergebnis so bedeutende Forderung nach fahrdynamischer Verträglichkeit aus den Augen verloren, zumal hierfür keine Grenzwerte oder Kriterien angegeben sind.
In diesem Beitrag wird ein einfaches Berechnungsverfahren vorgestellt, das eine objektive Bewertung der fahrdynamischen Qualität der gewählten Ausgleichsgradiente zulässt. Die hierzu erforderlichen Grenzwerte und Berechnungsparameter werden zur Verwendung empfohlen. Es sind ferner Faustformeln angegeben, die eine erste Risikobewertung ermöglichen und ggf. genauere Untersuchungen entbehrlich machen.

Driving dynamics compatibility
The evaluation of "driving dynamics compatibility” of a compensating altitude profile according to ZTV-ING is a particular challenge with respect to the verification process. The minimum and maximum thickness of the protection layer of the pavement is strictly regulated. However, this layer must compensate production-related construction tolerances of the deck. The construction company wants to avoid time- and cost-intensive milling and filling work with concrete replacement systems. Therefore, the contractors and the clients lose sight of the required driving dynamics comparability. On the other hand, there are no limitations or criteria specified for this purpose. In this paper, a simple calculation method is presented which allows an objective evaluation of driving dynamics quality of the chosen compensating altitude profile. Demanded limits and calculation parameters are recommended for use. Furthermore, empirical formulas are specified which allow an initial risk assessment and more detailed investigations can possibly be avoided.

Für moderne Volkswirtschaften, die Weiterentwicklung der Gesellschaft und den Ausbau von Wirtschaftsräumen spielt der Verkehrssektor in Form einer technisch funktionierenden, leistungsfähigen und umweltverträglichen Infrastruktur eine wesentliche Rolle. Der Verkehrsträger “Straße” nimmt hierbei aufgrund der starken Verkehrsleistung im Bereich des Gütertransports eine wesentliche Rolle ein. Dies bedingt allerdings eine stetige Zunahme der Belastungen der Bevölkerung durch verkehrsinduzierte Emissionen - vor allem der Verkehrslärm rückt hierbei zunehmend in den Fokus!
Im Bereich des öffentlichen Infrastrukturbaus haben aber zumeist die umfangreiche Standardisierung der Bauaufgabe sowie die starke Fokussierung auf Kostenaspekte dazu geführt, dass Innovationspotenziale neuer und insbesondere lärmreduzierender Bauweisen nur unzureichend ausgeschöpft wurden. Auch ist die Leistungsfähigkeit konventioneller Baustoffe nahezu erreicht, sodass in der zugrunde liegenden Forschungsarbeit ein vollkommen neuartiges Deckschichtsystem mit höchstmöglichen geräuschreduzierenden Eigenschaften auf Kunststoffbasis entwickelt, die akustische Wirksamkeit des Deckschichtkonzeptes in Untersuchungen im Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn der Bundesanstalt für Straßenwesen bestätigt und in situ bautechnisch umgesetzt wurde. Hierbei wurde insbesondere der Einsatz eines mehrlagigen Deckschichtsystems, basierend auf einer oberen, definiert gestalteten Strukturschicht und einer unteren, synthetisch gebundenen Absorptionsschicht, untersucht. Gegenstand der Untersuchungen sind neben Aspekten der akustischen Wirksamkeit derartiger Deckschichtsysteme auch insbesondere Aspekte der bautechnischen Umsetzbarkeit, möglicher Herstellungs- und Einbauverfahren und der Dauerhaftigkeit des Konzepts.

Development of an acoustically optimized wearing course system based on synthetics
To facilitate modern economies, the development of society and the extension of economic areas the traffic sector plays a decisive role by supplying a technically functioning, efficient and environmentally compatible infrastructure. Due to the increase of transportation processes, especially in the freight sector, the mode of transport “road” is of great importance in this regard. However, this causes a steadily increasing exposure of the population to traffic-induced emissions - noise emissions, in particular have received more attention in recent years! Public infrastructure construction is subjected to numerous attempts aiming to standardize the tasks as well as the limitation of costs. The result has been that the innovation potential, especially in regard to designs limiting traffic noise, has not been made use of sufficiently. Furthermore, the performance limit of conventional materials has almost been reached which is why this research project developed and designed a completely new surface-material concept based on synthetic materials. The surface-system was designed to exhibit the highest possible acoustically favorable properties, was verified by examinations in the Vehicle-Pavement Interaction Facility of the Federal Road Research Institute (BASt) and was constructed in-situ. The focus of the project was the development of a multi-layered wearing course system with a synthetic top layer, representing optimized texture-properties and a synthetically-bound bottom layer functioning as an absorption layer. In addition to the acoustic efficacy of such a wearing course system, the structural feasibility as well as the durability of the concept are the subject of the analysis.

Vorschubgerüste dienen der feldweisen Herstellung von vorgespannten Ortbetonbrücken. Nach einer Erklärung des Bauverfahrens werden verschiedene Gerüsttypen und deren Komponenten im Zusammenhang mit ihrer Eignung und Wirkung auf das zu erstellende Brückenbauwerk erläutert. Der Artikel beschreibt die Entwicklungen im Massivbrückenbau und deren Auswirkungen auf das Bauverfahren mit Vorschubgerüsten. Schnittstellen zwischen Baubehelf und Brücke werden beschrieben. Es werden Hinweise zu einem sicheren und effizienten Umgang mit diesem Bauverfahren geliefert.
Der Artikel beschränkt sich auf einen Überblick über gängige Gerüste im mitteleuropäischen Raum, da sich Anforderungen im Brückenbau hinsichtlich Witterung, Konstruktion, Bemessungskonzept und Arbeitssicherheit sowie die Gestaltung der Arbeitsabläufe von anderen Regionen teilweise stark unterscheiden.

Movable Scaffolding Systems - Opportunities and requirements in today's bridge constructions
Movable Scaffolding Systems are used for a full span construction of post-tensioned cast-in-place concrete bridge decks. After an explanation of the construction method, different types of movable scaffolding systems and their components are explained in relation with their suitability and impact on the bridge construction to be erected. The article describes developments of cast-in-place concrete bridge building and their effects on the construction with movable scaffolding systems. Optimization potentials for interphases between temporary works and permanent works are described. Indications are given for a save and efficient application of this construction method.
The article is limited to an overview on established MSS in the central-european area because requirements in bridge constructions partially differ strongly from other regions regarding weather conditions, construction, calculation standards, labour safety and working cycle configuration.

Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise von Eisenbahnbrücken für den Hochgeschwindigkeitsverkehr erfordern in der Regel einen Vergleich zwischen relevanten Eigenfrequenzen des Überbaus und Frequenzen aus der periodischen Belastung durch überfahrende Radsätze. Werden die Eigenfrequenzen des Bauwerks rechnerisch bestimmt, hängt die Qualität der Ergebnisse von den in der Modellierung getroffenen Annahmen ab, z. T. entstehen so starke Diskrepanzen zwischen berechneten und realen Eigenfrequenzen.
Obwohl der Beitrag der über die Brückenenden hinausgehenden Gleise zur Systemsteifigkeit bekannt ist und sich im Modell über nichtlineare Längsfedern zwischen Gleis und Oberkante Tragwerk bzw. zwischen Gleis und Dammbereich abbilden lässt, wird in der Praxis oft das Modell eines gelenkigen Einfeldträgers gewählt. In diesem Beitrag werden zunächst horizontale Ersatzfedersteifigkeiten zur Abbildung des Dammbereichs mit Schotterbett hergeleitet, aus denen sich entsprechende Drehfedersteifigkeiten am Auflager ergeben. Bei der Modellierung von Einfeldsystemen mit Balken- oder Plattenelementen ist eine Berücksichtigung der Einspannwirkung über Drehfedern an den Auflagern möglich.
Weiterhin wird eine Methode zur Ermittlung der ersten Biegeeigenfrequenz n0 einer Brücke unter Berücksichtigung von Drehfedern an den Auflagern für den vereinfachten Resonanznachweis vorgestellt. Die Anwendung des Verfahrens wird an realen WiB-Brückenbauwerken mit Schotteroberbau gezeigt. Dabei werden berechnete und gemessene n0-Werte den jeweiligen Grenzfrequenzen für den vereinfachten Resonanznachweis für Einfeldbrücken mit örtlichen Höchstgeschwindigkeiten bis 200 km/h gegenübergestellt.

Restraining effects of railway tracks on fundamental frequencies of single-span bridges
Capacity and serviceability design of high-speed railway bridges often requires comparison of relevant eigenfrequencies of the superstructure to frequencies resulting from periodic excitation by crossing axles. If the eigenfrequencies are calculated, quality of results depends on assumptions made in modelling, sometimes resulting in large differences between calculated and real eigenfrequencies.
Though contribution of railway tracks overlapping bridge ends to system rigidity is well known and can be modeled with non-linear longitudinal spring elements connecting track and superstructure top edge or track and embankment, often simply supported beam models are used. This article derives horizontal substitutional springs to represent unloaded embankments with ballast, which incorporate the calculation of rotational springs. When modelling single-span systems with beam or plate elements, rotational springs at bearings can represent the restraining effects of tracks.
Furthermore a simplified method can be used to calculate the fundamental frequency n0 considering the contribution of rotational springs. The method is used on the calculation of n0 of real filler beam bridges with ballast superstructure and obtained results are compared to measured values and threshold values for simplified resonance check for velocities up to 200 km/h.

Im Eisenbahnbrückenbau wird der Entwurf des Tragsystems sehr stark von der Gleis-Tragwerks-Interaktion geprägt. Im Teil 1 des vorliegenden Beitrags (Heft 2/2016) wurde die historische Entwicklung der Betrachtungsweise des Zusammenwirkens von Gleis und Tragwerk zusammengefasst. Weiterhin wurden die Grundsätze der Modellbildung zur Berechnung der Interaktionseffekte sowie die Interpretation der Berechnungsergebnisse vorgestellt. Im Teil 2 des Beitrags soll näher auf die Nachweisführung und insbesondere auf die Hintergründe der im Regelwerk verankerten Grenzwerte für die Kräfte und Verformungen im Gleis eingegangen werden. Es wird ersichtlich, dass die meisten im aktuellen europäischen Regelwerk gültigen Grenzwerte aus Untersuchungen der 1980er-Jahre stammen. Eine Überprüfung und gegebenenfalls Anpassung ist dringend erforderlich. Eine Weiterentwicklung der Nachweisführung kann jedoch nur dann erfolgen, wenn die bisher bewährten Ansätze nachvollzogen und beurteilt werden können. Basierend auf einer umfangreichen Recherche wird in diesem Beitrag der Status quo beschrieben und Ansätze für die notwendigen Forschungsarbeiten zusammengetragen.

Track-bridge-interaction - Part 2: backgrounds of the verification method
Track-bridge-interaction has a major influence on the structural design of railway bridges. In the first part of this paper (see Vol. 93 (2016), No. 2) a brief overview describing the historical development of the consideration of the interaction effects has been given. Furthermore, basic principles of the calculation model as well as recommendations on how to deal with the results of the calculation has been presented. The aim of the second part of this article is to show the backgrounds of the verification scheme and especially to explain where the limit values for the additional rail stresses and deformations come from. It becomes apparent, that most rules contained in national and international codes are based on investigations carried out in the 1980s. An actualisation and further development of the codes is necessary, but can only be achieved if the well-proven methods and limits used so far are well understood. This part of the article describes the actual status quo based on a literature research and gives outlines for future research needs.

Innerhalb der dritten Förderperiode des Schwerpunktprogramms “Nachhaltiges Bauen mit ultrahochfestem Beton (UHPC)” (SPP 1182) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) wurde am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der Technischen Universität Braunschweig das Last-Verformungsverhalten von gedrungenen Stahlbetonstützen mit Kreisringquerschnitt aus UHPC unter zentrischer und exzentrischer Normalkraftbeanspruchung analysiert. Auf Basis experimenteller Untersuchungen wurde überprüft, ob sich eine geringe Wandstärke der Kreisringquerschnitte negativ auf die Tragfähigkeit der Stahlbetonstützen auswirkt. Des Weiteren wurde der Einfluss der konstruktiven Durchbildung der Stahlbetonstützen mit Kreisringquerschnitt aus UHPC auf das Last-Verformungsverhalten untersucht.

Compact reinforced UHPC columns with circular hollow cross-section
Within the third funding period of the Priority Program “Sustainable Building with ultra high performance concrete (UHPC)” (SPP 1182) of the German Research Foundation (DFG), the load-deformation behavior of compact thin-walled reinforced UHPC columns with circular hollow cross-section was investigated under centric and eccentric normal force at the Institute for Building Materials, Concrete Construction and Fire Protection (iBMB) of the Technische Universität Braunschweig. On the basis of experimental investigations, it was examined whether the small wall-thickness of the circular hollow cross-section has an impact on the load bearing capacity of the reinforced concrete columns. Furthermore, the influence of the structural design on the load-deformation behavior of the reinforced UHPC columns with circular hollow cross-section was investigated.

Aufgrund des hohen Vorfertigungsgrads gewinnen Elementplatten auch in Flachdecken zunehmend an Bedeutung. Wegen der hohen Querkraft- und Momentenbeanspruchung im Bereich des Decke-Stütze-Knotens ist dessen konstruktive Durchbildung von sicherheitsrelevanter Bedeutung. In der Praxis wird der Abstand der Elementplatten zur Stütze unterschiedlich ausgeführt. In Anlehnung an die in Zulassungen von verschiedenen Durchstanzbewehrungssystemen geforderte Mindestbreite der Fuge zwischen den Elementplatten von 4 cm wird auch der Abstand zwischen Elementplatte und Stützenanschnitt teilweise so groß gewählt. Eine solche Bauausführung hat den Vorteil, dass Abmessungs- und Lagetoleranzen ausgeglichen werden können. Nachteilig ist jedoch die zusätzlich erforderliche Abschalung der Fuge nach unten. Daher wird in der Praxis ein Heranführen der Elementplatte bis direkt an die Stütze bevorzugt.
Anhand einer systematischen Versuchsserie mit speziellen Gitterträgern als Durchstanzbewehrung wurde zwischenzeitlich nachgewiesen, dass kleinere Abstände zwischen Elementplatte und Stütze die Durchstanztragfähigkeit nicht abmindern. Zur Bestätigung dieses Zusammenhangs auch für andere Durchstanzbewehrungssysteme wurden am Institut für Massivbau der RWTH Aachen zwei Durchstanzversuche mit Doppelkopfankern und speziellen Gitterträgern als Durchstanzbewehrung durchgeführt. Die Elementplatten wurden direkt bis an die Stützenkante geführt. Um Montageungenauigkeiten zu berücksichtigen, wurden die vorgefertigten Stützen zusätzlich zu hoch betoniert. Der Vergleich der Versuchsergebnisse mit denen jeweiliger Referenzversuche erlaubt Empfehlungen zur konstruktiven Durchbildung des Decke-Stütze-Knotens bei der Verwendung von Elementplatten in Flachdecken.

Construction of slab-column-connections in semi-precast flat slabs
Due to the high degree of prefabrication, semi-precast flat slabs are gaining importance. In this context, the construction of the slab-column-connection has a safety-related significance. In daily engineering practice, the joint widths between semi-precast slabs as well as the joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity is constructed differently. The European Technical Approvals of different punching shear reinforcement systems limit the minimum joint width between semi-precast elements to 4 cm. Following these provisions, the joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity is constructed with 4 cm in some cases. An advantage of this approach is the possibility to adjust dimensional and positional tolerances at construction site. However, a disadvantage is the additional formwork for the joint from the soffit.
A systematic test series with special lattice girders as punching shear reinforcement showed no reduction of the punching shear resistance for smaller joint widths between semi-precast slabs and the column's vicinity. To confirm these test results, two punching shear tests with double headed studs and lattice girders as punching shear reinforcement were conducted at Institute of Structural Concrete (RWTH Aachen). In the tests, the influence of the joint width between semi-precast slabs and the column's vicinity as well as the influence of column height tolerances were investigated. Based on the results of the tests, this article gives recommendations for the construction of slab-column-connections in semi-precast flat slabs.

Die größte Rolle für eine nachhaltige Entwicklung in der Bau- und Immobilienwirtschaft spielt der Gebäudebestand. Das Immobilienmanagement trifft regelmäßig Entscheidungen, die einen großen Einfluss auf die nachhaltige Entwicklung der betreuten Objekte haben. Ökologische, ökonomische und soziale Objektqualitäten sind Ausdruck der Nachhaltigkeit und können nur dann angemessen berücksichtigt werden, wenn die Entscheider im Immobilien-Asset-Management (IAM) und Property-Management (PrM) ein konkretes Bild vom Ist-Zustand ihrer Objekte haben. Der Artikel leitet einen neuen Ansatz ab, nachhaltige Objektqualitäten in einer erweiterten Bestandsaufnahme zur erfassen und zu messen. Auf diese Weise gelingt es, Nachhaltigkeit für die Beurteilung von Entscheidungsalternativen greifbar zu machen und eine Basis für den langfristigen Erfolg eines Objekts zu schaffen.

Development of a procedure to assess the sustainability of existing buildings - Sustainability in real estate asset management and property management
Existing buildings will play an increasing role for a sustainable development for construction and real estate industry. The real estate management has to decide regularly about measures affecting the sustainable development of the assets. Only if decision-makers clearly know the actual condition of their assets the environmental, economic and social qualities of properties will be taken into account in an adequate proportion. The paper shows different options for building surveys by real estate managers including a new approach to assess sustainable qualities of assets. By means of this new method sustainability becomes more tangible for the evaluation process which is the basis for the long-term success of assets.

Stab- und plattenförmige Holzbauelemente werden in Anschlüssen durch stiftförmige Verbindungsmittel, meist in Kombination mit Stahlblechen oder individuell gefertigten Stahlformteilen, miteinander verbunden. Die zunehmend anspruchsvolle Formensprache der Architektur aus digitalen Entwurfsprozessen (Parametric Design) sowie neue Herausforderungen des Holzbaus (mehrgeschossige Bauweise, große Spannweiten) erfordern dabei neue Fügetechniken, welche die bekannten Nachteile konventioneller Holzverbindungen beseitigen. Als Lösungsansatz wird in der vorgestellten Arbeit auf die Vergusstechnologie analog zum Stahlbetonbau zurückgegriffen, wo Bauteile mittels einer Kombination aus Anschlussbewehrung und nachträglich eingebrachtem Vergussmaterial kraft- und formschlüssig miteinander verbunden werden. Für die hier vorgestellten Vergussknotenlösungen im Ingenieurholzbau werden Anschlüsse zunächst mit bauaufsichtlich zugelassenen Klebstoffen oder Schrauben werkseitig hergestellt. Auf der Baustelle werden diese dann mechanisch durch Stäbe, Schlaufen oder Stanzformteile gekoppelt und nachträglich vergossen. Dabei kommt ein Polymerbeton als Vergussmaterial zum Einsatz, der eine hohe Druckfestigkeit sowie einen hohen Adhäsionsverbund sowohl zum Holz als auch zum Stahl aufweist. Forschungsziel war die Entwicklung von druck-, zug- und biegebeanspruchten Verbindungen, welche auch bei komplexen Geometrien einen wesentlich vereinfachten Montage- und Bauablauf ermöglichen. Erste Forschungsergebnisse und mögliche Praxisanwendungen werden nachfolgend vorgestellt.

Grouting joints in timber engineering
Rod- and board-shaped timber members are connected to-gether by mechanical fasteners, often together with steel plates or individual formed steel parts. New sophisticated architectural concepts, complex structures due to digital design processes (parametric design) and new challenges in timber engineering (multi-storey buildings, large scale structures) demand new connecting systems that overcome the well-known disadvantages of conventional timber joints.
The presented work is based on the grouting technology used in reinforced concrete structures, where structural parts are force- and form-fit connected by a combination of starter bars and a backfitting grouting material. For timber structures, the presented grouting joints follow this technology, where the joints are prefabricated and assembled first by technical approved adhesives or screws. Afterwards on site they are coupled with rods, straps or stamped parts and additional grouted. As grouting material a polymer concrete is used with high compression strength and high adhesive bond to timber as well as to steel. Research objective was the development of joints under compression, tension and bending loads that allow a simplified construction and installation process, even for complex geometries. This paper presents first research results and possible applications offered by this technology.

Die Durchgängigkeit bei Querbauwerken (z. B. Sohlrampen, Sohlstufen, Wehre, Staudämme) für die aquatische Fauna wird u. a. durch die EG-Wasserrahmenrichtlinie zur Erreichung eines guten Zustands von Gewässern zwingend gefordert. Eine Möglichkeit zur Umsetzung bildet der Einsatz von beckenartigen Fischaufstiegsanlagen in Form von Schlitzpasskonstruktionen (z. B. klassische Bauart, Rundbeckenpass u. a.). Diese sind durch mindestens eine bis zur Beckensohle durchgehende Schlitzöffnung in der Trennwand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Becken charakterisiert. Im Beitrag werden die konstruktiven und daraus folgend die hydraulischen Charakteristika diskutiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem hydraulisch relevanten Schlitzbereich. Es werden vereinfachte und somit praktisch universell einsetzbare 1d-Formelansätze für die Bestimmung der maßgeblichen Fließgeschwindigkeiten und des Dotationsabflusses vorgeschlagen. Die Durchströmung eines Schlitzes stellt dabei eine Kombination aus Überfall und seitlichem Ausfluss aus einem Becken dar.

Hydraulics of vertical slots in fish passes
The passage of fish of artificial obstructions (e. g. weirs, dams) is explicitly demanded by the EU-Water Framework Directive in order to achieve good biological connectivity and therefore good conditions for the concerned water bodies. The usage of fish passes with tanks and slots (e. g. classic vertical-slot-pass, meander-type fish pass) is a possible solution. This design variant of fish ladders is characterised by at least one continuous slot in a divide wall between two neighbouring tanks. The paper offers a discussion about the design criteria and the essential hydraulic characteristics. Thereby the slot-opening sector represents the centrepiece. Simplified and universally applicable approaches for determining the significant flow velocities and discharges are proposed. It needs to be noted that the flow in a slot can be handled as the combined result of overfall and lateral outlet.

Das axiale Tragverhalten von Wänden bekommt insbesondere im Hafenbau infolge der höheren Containerkranbelastungen zunehmend Relevanz. Es handelt sich dabei um ein komplexes Tragverhalten infolge lateraler Belastung aus Erd- und Wasserdruck und axialer Belastung. In der konventionellen Bemessung wird das laterale Tragverhalten der Wand entkoppelt vom axialen Tragverhalten in zwei unabhängigen Grenzzuständen betrachtet. Im Grenzzustand des Versinkens der Wand ist von den auf die Wand wirkenden Spannungen aus Erd- und Wasserdruck im Gebrauchszustand auszugehen. Dabei ist zu bedenken, dass die Richtung der Wandreibungskraft von der Relativverschiebung der Wand gegenüber dem Boden abhängt und sich unabhängig vom Ansatz des Wandreibungswinkels in lateraler Richtung einstellen kann. Um das aufzuzeigen, wird das gekoppelte axiale und laterale Wandtragverhalten mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) an einem einfachen System beispielhaft untersucht. Es zeigt sich, dass die mobilisierte Wandreibungskraft im Grenzfall des Versinkens der Wand infolge axialer Last nicht wie nach Empfehlungen des Arbeitskreises “Baugruben” (EAB) (2012) und Empfehlungen des Arbeitsausschusses “Ufereinfassungen” (EAU 2012) als Einwirkung, sondern als Widerstand wirkt, sofern die axialen Verschiebungen der Wand gegenüber dem Boden genügend groß sind und toleriert werden können.

Contribution for discussion concerning axial bearing capacity of walls
Due to the increasing load from container cranes the axial bearing capacity of walls is becoming more important especially in harbor constructions. A complex bearing behavior exists. This behavior consists of a wall bending due to lateral loading occurring from earth and water pressure as well as of axial loading. Conventionally, lateral and axial bearing behavior are considered in separate limit states. The stresses from earth and water pressure from the service limit state are applied during the limit state sinking of the wall. It needs to be noted that the wall friction angle is dependent on the relative displacement between the wall and the soil and is independent of the wall friction angle applied laterally. To prove this statement the coupled lateral and axial bearing behavior of the wall is investigated exemplarily for a simple system using the finite element method. The results show that the mobilized wall friction angle during the limit state sinking of the wall caused by an axial load should not be applied as a loading (as suggested in Recommendations on Excavations (EAB) (2012) and Recommendations of the Committee for Waterfront Structures Harbours and Waterways (EAU 2012)) but rather as a resistance. This only holds true if the axial displacement of the wall compared to the subsoil is big enough and if the displacement can be tolerated.

Die Zunahme an Häufigkeit, Intensität und Schadensausmaß von extremen Naturereignissen stellt weltweit wachsende Bedrohungen für die öffentliche Sicherheit und für bauliche Infrastrukturen dar. Der folgende Beitrag erläutert das Risikomanagement für Bauwerke bei Hochwassergefahr.
Im Rahmen nationaler und internationaler Forschungsprojekte entwickeln die Autoren praxisnahe Ingenieur-Tools für die schnelle Ermittlung von Schwachstellen baulicher Infrastrukturen, wie öffentliche Gebäude und Transportinfrastrukturen, um daraus frühzeitig Risikobewertungen für Katastrophenszenarien ableiten und Entscheidungshilfen für Einsatzkräfte im Katastrophenfall bereitstellen zu können. Die Ingenieur-Tools beinhalten unter anderem ein Entscheidungshilfesystem mit Maßnahmenempfehlungen zur Bauwerksertüchtigung gegen Hochwassereinwirkungen. Es werden neben Schnellanalysen auch detaillierte numerische Berechnungen zur Bewertung von Bauwerken durchgeführt. Die Forschungsvorhaben sind interdisziplinäre Verbundvorhaben, bei denen die Autoren die Teilaufgaben zur Bewertung der baulichen Infrastruktur bearbeiten.
Für Einwirkungen im Hochwasserfall sowie für die Katastrophenvorsorge liegen keine normativen Regelungen vor. Lediglich einzelne Richtlinien und Leitfäden sind für den Hochwasserschutz von Objekten vorhanden. Aus diesem Grund werden z. B. Ansätze zur Ermittlung der statischen und dynamischen Hochwasserlasten entwickelt, um Einwirkungsgrundlagen zu schaffen und Bauwerke auf ihre Robustheit zu prüfen. Hierbei steht die Ermittlung der Standsicherheit bzw. der Resttragfähigkeit von Tragwerken während und nach einem Hochwasserereignis im Vordergrund. Damit soll deren Resilienz analysiert werden.
In diesem Beitrag wird die Umsetzung der klassischen Handlungsstrategie des Katastrophenmanagements (Prävention, Katastrophenfall, Nachsorge) in ein Software-Tool erläutert und innovative Lösungsansätze mit Geoinformationssystemen (GIS) und 3D-Stadt- und Gebäudemodellen aufgezeigt.

Risk assessment and protection of the built infrastructure for flood events
The increase in number, intensity and damage of extreme natural events is a growing threat to public security and for the built infrastructure. The following article explains the risk management with respect to flood.
In the context of national and international research projects, the authors develop practical engineering-tools for a fast determination of the vulnerability of the built infrastructure, like public buildings and transport infrastructures, in order to derive risk assessments in disaster events and to provide decision support for rescue forces. The engineering-tools include, among other things, a decision-support-system with recommendations for strengthening and repairing of structures in the case of major flooding. Structures are evaluated with rapid analysis, but also with detailed numerical calculation. The research projects are interdisciplinary joint-research-projects and the authors are working at different aspects for the assessment of the built infrastructure.
For the effects on built infrastructure during flood and for prevention of disaster events, there is no standardization at hand. There are just a few guidelines for the protection of structures for a flood event. For this reason load models for static and dynamic loads during a flood are developed, in order to create a basis for the assessment of robustness of structures. The determination of the remaining carrying capacity during and after a flood event is in the primary focus. This is the basis for the analysis of the resilience of the built infrastructure.
In this article the implementation of the classical action strategy in disaster management (pre-, during-, post-incident) in a software-tool is presented and with that, innovative methods with geo-information-systems (GIS) and 3D-city- and building models (BIM) are shown.

Die Ermittlung von Hochwasser-Schadenspotenzialen bei Nutzen-Kosten-Analysen erfolgt in den einzelnen Bundesländern meist mit herkömmlichen nutzungsorientierten Schadensmodellen. Dabei geben Schadensfunktionen einen Erwartungswert (Mittelwert) für den zu erwartenden Schaden in Abhängigkeit von der Nutzung und den hochwasserspezifischen Einwirkungsparametern an. Die große Streubreite der real auftretenden Schäden wird dabei vernachlässigt.
Im Beitrag werden die Auswirkungen der in diesen Modellen nicht berücksichtigten verletzbarkeitsbestimmenden Bauwerksparameter und verschiedener möglicher (flächennutzungskonformer) Bauwerksbestände durch Monte-Carlo-Simulationen untersucht.
Für diese Simulationen werden mit dem verletzbarkeitsorientierten, mikroskaligen EDAC-Hochwasserschadensmodell für reale Überflutungsszenarien die Streubreiten der potenziellen Verluste ermittelt.
Die Ergebnisse veranschaulichen, dass diese Streubreiten in den Verlusten im Rahmen von Nutzen-Kosten-Analysen mit berücksichtigt werden sollten.

Uncertainties in the quantification of flood damage potential
The determination of flood damage potential in cost-benefit analyses is carried out in the individual federal states mostly with conventional use-oriented damage models. This type of damage functions provides expected values (average values) for the losses depending on the use and flood-specific impact parameters. The large scatter of reported losses is neglected.
The paper considers the impact of vulnerability determining building parameter and different possible (use compliant) building stocks on these models.
On the basis of Monte Carlo simulations, the scatter of the potential losses is calculated applying the vulnerability based, microscale EDAC-flood damage model for real flooding scenarios.
The results illustrate that these uncertainties of the prognosis should be considered in the loss assessment and in particular for the scope of cost-benefit decisions.

Die zeitnahe Bereitstellung internetbasierter Schütterkarten nach einem Erdbeben gewinnt für behördliche Entscheidungsträger, Betreiber sicherheitstechnisch relevanter Anlagen, Versorger im Rahmen der Lebenslinien (Energie, Wasser, Nahrung, Verkehr, Kommunikation) und Planer an Bedeutung, nicht zuletzt, um auch die Öffentlichkeit mit einem hohen Maß an Informationsqualität und Transparenz als Akteure interaktiv einzubinden. In Verbindung mit den rapide wachsenden Möglichkeiten der Geo- und Informationstechnologien sind Entwicklungen einzuordnen, Schüttergebietskarten automatisch zu generieren und zugleich mit Prognosen über die Betroffenheit von Bauwerken, Infrastruktur bzw. die sozioökonomischen Verluste zu verbinden.
Die unter der Bezeichnung SHAKEMaps etablierten Technologien zielen auf webbasierte Intensitätszuweisungen ab, die direkt an die seismischen Messnetze anbinden und die registrierte Bodenbewegungen mit den gemeldeten Beobachtungen modellseitig in Prognosen zu den Erdbebenwirkungen und Konsequenzen zusammenführen. Da für deutsche Erdbebengebiete die dazu erforderliche flächendeckende seismische Instrumentierung nicht zur Verfügung steht und schadensrelevante Registrierungen fehlen, kann weiterhin auf Erfahrungswerte historischer Erdbeben und somit auf die Intensität als primäre Kenngröße zurückgegriffen werden.
Der Beitrag gibt eine Übersicht zu Vorgehensweisen, um makroseismische Schüttergebietskarten in-time vorzulegen. Am Beispiel deutscher Erdbebengebiete wird gezeigt, wie auf Grundlage der makroseismischen Beobachtungen und ihrer systematischen Auswertung Schütterkarten generiert werden können, die zudem lokale bzw. regionale Besonderheiten des Untergrunds berücksichtigen. Eine Auswertung der verfügbaren Angaben zum Gebäudebestand und zu den Bauwerkskategorien bildet die Grundlage, um die “Betroffenheit” im Erdbebenfall in verschiedenen Anwendungsebenen zu prognostizieren. Maßgebliche Instrumentarien sind Datenbanken und Schadensmodelle auf Basis der European Macroseismic Scale EMS-98.

SHAKEMaps - Efficient tools for the reinterpretation and prognosis of earthquake damage
The real-time availability of internet-based SHAKEMaps after an earthquake gains increasing importance for official decision-makers, operators of safety-relevant systems, and life lines (energy, water, food, transport, and communication) as well as planners. Not least to engage the public with a high level of information quality and transparency as well as to interact with internet platforms being offered to generate SHAKEMaps according to the implied procedures. Advances in the availability of geodata and the extended options of geo-information technologies enable the link between automatically generated SHAKEMaps with different levels of prognosis concerning the probable effects on buildings and infrastructure as well as a primary assessment of the socio-economic consequences.
SHAKEMaps refer to concepts of web-based intensity assignments and the use of recorded ground motions (in case of the existence of a refined seismic network) to correlate the instrumental data with the reported observations and to derive initial estimates of the consequences. As for German earthquake regions the required comprehensive seismic instrumentation is not available and damage-related registrations are missing, the experience of historical earthquakes and the macroseismic observations (in terms of intensities) could be still taken as primary input.The paper gives an overview of approaches to generate macroseismic shaking maps (SHAKEMaps) in-time. For the case study of German earthquake regions it will be shown how the SHAKEMaps can be elaborated on the basis of macroseismic observations and their systematic evaluation and how local or regional particularities of site amplification (anomalies) could be inserted. An evaluation of available information on the existing building stock, the construction types, and building categories provides the basis to describe the grade of “impact” in different fields of interest. The relevant tools are using databases and damage models which are related to the European Macroseismic Scale EMS-98 and the empirical intensity concept.

Counting only the month of May 2015 about 20 tornadoes developed in Germany. At least three of them reached tornado category F3 destroying villages, e.g. [15]. About 50 people were injured and the insurance companies recorded about 100 Mio. Euros insured loss. Press media headlined: Tornadoes in Germany - the underestimated threat? The forecasting of extreme weather conditions in Germany due to climate change is still very uncertain. The design codes in Germany do not consider tornado actions. Thus, they are still considered catastrophic events. But owners ask experts whether their home can actually be protected. In the USA tornado actions are defined in codes for critical infrastructure. Because of the frequency and intensity of tornadoes, people in the USA have experiences with such events. This article introduces the phenomena of extreme winds, defines actions generated by extreme winds, explains building vulnerabilities, and gives some guidelines on how to protect buildings. Because of lack of research in Germany concerning protection of structures against tornado actions, we benefit from the expertise in the USA. This article is aimed at sensitize for the tornado threat from an engineering point of view, showing related problems, and hopefully initiate research in the future.

Naturgefahr Tornados
Allein im Mai 2015 ereigneten sich fast 20 Tornados in Deutschland, von denen zumindest drei die Tornado-Kategorie F3 erreichten und ganze Ortschaften verwüsteten, z.B. [15]. Etwa 50 Menschen wurden verletzt, der Sachschaden ging in die 100 Mio. Euro. Die Medien titelten: Tornados in Deutschland - eine unterschätzte Gefahr? Tatsächlich sind die Vorhersagen der Experten vor dem Hintergrund der Klimaänderung derzeit noch sehr unklar. Hauseigentümer fragen Architekten und Bauingenieure, ob man sich vor Tornados schützen kann. Die die Einwirkungen regelnden Normen (DIN 1055, EC 1 (DIN EN 1991-1-1)) in Deutschland behandeln den Lastfall Tornado bisher nicht. Insofern sind die Einwirkungen aus Tornado als Katastrophenlastfall einzustufen. In den USA sind Tornado-Einwirkungen für kritische Infrastrukturen geregelt. Sie behandeln die Winddrücke und die Einwirkungen aus herum fliegenden Objekten. Als Folge von Tornados fällt häufig der Strom aus mit all den spezifischen weiteren Folgen. Der Beitrag führt in die Problematik des Naturphänomens “Tornado” ein, beschreibt anhand der amerikanischen Vorschriften die zu erwartenden Einwirkungen und behandelt Schwachstellen-Analysen sowie bauliche Lösungen für unterschiedliche Tornado-Kategorien. Eine Risiko-Betrachtung dient als Grundlage zur Erweiterung der Normen um den Lastfall “Tornado”. Gerade technische Anlagen und bauliche Anlagen der kritischen Infrastruktur bedürfen einer Risiko-Bewertung zu Sicherung der Resilienz. Da es in Deutschland bisher keine Forschungen zum baulichen Schutz vor Tornado-Einwirkungen gibt, ist es zweckmäßig, sich in Ländern Rat zu holen, in denen Tornados ständig auftreten. Dieser Beitrag soll vom Ingenieurstandpunkt aus sensibilisieren, Probleme aufzeigen und zu Forschungen anregen.

Die Rückholbarkeit von hoch radioaktiven, wärmeentwickelnden Reststoffen (HLW) aus einem Tiefenlager ist derzeit in Deutschland und international in der Diskussion. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit den geotechnischen und geologischen Folgen der Auslegung eines Tiefenlagers mit der Option der Rückholung von HLW in Abhängigkeit der möglichen Wirtsgesteine. Im Folgenden werden die Eigenschaften der Wirtsgesteine Steinsalz, Ton, Tonstein und kristallines Hartgestein erläutert, die in Deutschland für eine Tiefenlagerung infrage kommen. Basierend auf diesen Eigenschaften werden generische Tiefenlagermodelle vorgestellt, die Rückholbarkeit und Monitoring über die Einlagerungsphase hinaus gewährleisten. Anhand dieser Modelle lässt sich ableiten, dass aufgrund des unterschiedlichen Spannungs-Dehnungs-Verhaltens der Wirtsgesteine ein Zielkonflikt zwischen einem bestmöglichen Einschluss der Abfälle und einer langfristigen Option der Rückholung besteht.

Geotechnical and geological aspects for repository concepts with retrievability of radioactive waste
The retrievability of heat-producing high-level radioactive waste (HAW) is on debate internationally as well as in Germany. This article deals with the geological and geotechnical consequences of the design of a repository with retrievability in different host rocks. The properties of rock salt, clay, shale and crystalline rock - potential host rocks for a repository with retrievability in Germany - will be presented. Based on these properties generic models of repositories with measurements for retrievability and monitoring will be also presented. With these models it can be derived that due the different stress-deformation-behavior there is a conflict of aims between the best possible closure of the waste and the option of retrieval.