Gemäß dem Prinzip form follows force fokussiert das DFG-Schwerpunktprogramm (SPP) 1542 - Leicht Bauen mit Beton - auf die Bereitstellung beanspruchungsgerechter und ressourcenschonender Konstruktionselemente. Angesichts der in ihrer äußeren Form definierten Bauteile wie Decken, Wände und Stützen muss dieses Konzept neben der Anpassung der äußeren Form an die Beanspruchungssituation systematisch um die zielgerichtete Gestaltung der inneren Struktur der Bauteile erweitert werden. Die Technologie des Gradientenbetons bietet hierbei die Möglichkeit, den inneren Aufbau von Betonbauteilen auf die vorliegenden statischen Beanspruchungen und/oder das bauphysikalische Belastungsprofil auszurichten. Die hohen Anforderungen der Gradientenbetontechnologie machen dabei einen ganzheitlichen Ansatz von der Mischungsentwicklung über den Bauteilentwurf bis zur automatisierten Herstellung der Bauteile erforderlich. Durch die Kombination der unterschiedlichen Kompetenzbereiche der Institute für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK), Werkstoffe im Bauwesen (IWB) und Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart konnte eine vollständige Prozesskette zur Herstellung von funktional gradierten Betonbauteilen realisiert werden. Dadurch können gewichtsreduzierte, energieminimierte und vollständig rezyklierbare Betonbauteile entworfen und hergestellt werden.

The technology of graded concrete - From the development of concrete mixtures and the conceptual design to the automatized manufacturing
In accordance with the principle form follows force, the DFG Priority Programme (SPP) 1542 - Leicht Bauen mit Beton - focuses on energy efficient building elements which are designed specifically for desired operational demands. This concept is a specific adaption of the component's inner structure and works in parallel to the optimization of its outer shape which is often limited due to the outer geometry of slabs, walls and supporting pillars. The technology of graded concrete provides an innovative possibility to adapt the inner structure of a concrete component in order to meet defined static and structural-physical requirements. The challenging demands imposed by the technology of graded concrete require a holistic approach including the development of the concrete mixtures, the design of the building components and finally the automatized manufacturing. In collaboration between the departments ILEK, IWB and ISYS of the University of Stuttgart a complete process chain for the manufacturing of functionally graded concrete components was realized. This approach for concrete results in fully recyclable building elements with significant savings in mass and energy.

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Untersuchung über die Dichtigkeit von mit Kunststoffasern verstärktem gerissenem Beton. Es wird gezeigt, daß die Wasserdichtigkeit von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen durch die Zugabe von Acrylfasern erheblich gesteigert werden kann.

Glas wird in jüngster Zeit immer häufiger neben den bewährten Baustoffen Stahl, Stahlbeton und Holz als Konstruktionswerkstoff eingesetzt. Neuartige Fassadenkonstruktionen, großflächige Überkopfverglasungen, Treppen und Geländer aus Glas, Glasbalken oder punktförmig gelagerte Glasscheiben erfreuen sich bei Architekten immer größerer Beliebtheit und stellen an den Ingenieur neue Herausforderungen bei Bemessung und Beurteiling der Standsicherheit. Aufgrund der besondereren Werkstoffeigenschaften von Glas müssen besondere Regeln eingehalten werden, die zunehmend auch in bauaufsichtliche Vorschriften einfließen. Dieser Beitrag solle einen Überblick über den Stand der Technik im konstruktiven Glasbau, die derzeit eingeführten Regelwerke und Genehmigungsverfahren geben.

Der 19g des Wasserhaushaltsgesetzes verlangt in seinem Besorgnisgrundsatz, daß beim Betrieb von Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen von wassergefährdenen Flüssigkeiten (LAU-Anlagen) "eine Verunreinigung des Grundwassers nicht zu besorgen ist". Diesem Besorgnisgrundsatz muß ein entsprechendes Bauwerk im ganzen genügen, das heißt, auch einzelne Details, wie z.b. Fugen, müssen in letzter Konsequenz dauerhaft und dicht sein. Inwieweit übliche Fugenkonstruktionen in unbeschichteten Betonbauteilen den Anforderungen standhalten, soll im folgenden Beitrag untersucht werden.Die in den Artikel eingeflossenen Untersuchungen werden im Rahmen des Projektes "Sicherheit von Betonkonstruktionen technischer Anlagen für umweltgefährdende Stoffe" durchgeführt und mit Mitteln des Bundesministers für Forschung und Technologie unter dem Förderkennzeichen 13RG90102 gefördert. Ausführender des Projektes ist der Deutsche Ausschuß für Stahlbeton. Ausführliche Veröffentlichungen erscheinen in der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton.

Die Durchlässigkeit bzw. Dichtheit von unbeschichteten gerissenen Betonkonstruktionen ist besonders in der chemischen Industrie, z.B. im Fall von Auffangwannen oder Faßlagern ein wichtiger Aspekt. Schon beim Auftreten von Rissen der Breite w = 0,1 mm in einer Konstruktion werden bei Beaufschlagung mit niedrig viskosen Flüssigkeiten die Dichheitsanforderungen der "Richtlinie für Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen" des DAfStb nicht erfüllt. Versuche an Betonkörpern mit Trenn- und Biegerissen zeigen jedoch, daß dieses Problem für verschiedene Medien durch Überdrücken der Risse mit relativ geringen Druckspannungen gelöst werden kann.

Schon traditionell hat in Japan, einem stark erdbebengefährdeten Land, die experimentelle Absicherung analytischer Verfahren einen sehr hohen Stellenwert. Dies gilt in besonderem Masse für den Kraftwerksbau: Um den strengen japanischen Auslegungsbestimmungen gerecht zuwerden, sind sehr teure und umfangreiche Tests vor und nach Erstellung eines Kernkraftwerks erforderlich. Die zahlreichen Versuche erlauben eine Verifikation bzw. Korrektur der Rechenannahmen und -methoden, wie hier an Beispielen gezeigt wird.

Seit Anfang 2006 errichtet RWE Power am Standort Neurath zwei Braunkohlekraftwerksblöcke mit optimierter Anlagentechnik - kurz BoA. Nach der Inbetriebnahme von BoA1 in Niederaußem im Jahr 2003 werden sie die Blöcke 2 und 3 dieser modernsten Bauart sein. Zu den auffälligsten Bauwerken der neuen Kraftwerksblöcke gehören die beiden 173 m hohen Kühltürme. In diesem Beitrag wird ein Überblick über Planung und Ausführung der beiden Türme gegeben. Dabei erfolgt die Planung erstmals im Kühlturmbau auf Basis der neuen Normengeneration und der neuen Fassung der VGB-Richtlinie “Bautechnik bei Kühltürmen” aus dem Jahr 2005.

Das rasante Wachstum des Windenergie-Marktes in Deutschland hat in den letzten Jahrzehnten eine dynamische Weiterentwicklung der Windenergie-Technologie ermöglicht. Neue Konzepte auf den Gebieten der Konstruktion, Steuerung und Generierung führten zu Qualitäts- und Effizienzsteigerung der Windenergieanlagen. Wachsende Rotordurchmesser und Turmhöhen stellen neue Anforderungen an Tragwerksplaner und Baufirmen. Um die großen Lasten am Turmkopf sicher in den Baugrund zu leiten und um das Eigenfrequenzverhalten auf die Erregerfrequenzen der Windturbine abzustimmen, ist bei Turmhöhen über 100 m in der Regel ein vorgespannter Stahlbetonturm erforderlich. Der Beitrag wird die Entwurfskriterien für derartige Türme zusammenstellen und die für eine sichere dynamische Auslegung zu berücksichtigenden Einflüsse erläutern.

Nachträglich eingemörtelte Bewehrungsanschlüsse haben sich in den letzten Jahrzehnten in der täglichen Baupraxis bewährt. Sie werden sowohl im Neubau als auch bei Renovierungen oder Nutzungsänderungen eingesetzt. Bislang beschränken sich die Anwendungsbereiche von nach EAD 330087-00-0601 qualifizierten Injektionssystemen auf Übergreifungsstöße, Endauflager von gelenkig gelagerten Balken, Bewehrungsstäbe unter Druckbelastung und die Verankerung der Zugkraftdeckung. Der neue technische Bericht EOTA TR 069 “Design method for anchorages of post-installed reinforcing bars (rebars) with improved bond-splitting behaviour as compared to EN 1992-1-1” regelt nun erstmalig die Bemessung und Ausführung von Bewehrungsanschlüssen für biegesteife Beton-Beton-Verbindungen auf europäischer Ebene ohne Ausführung als Übergreifungsstoß. Im Rahmen dieses Beitrags werden die Anwendungsbereiche des neuen technischen Berichts TR 069 sowie das neue Qualifizierungsverfahren nach EAD 332402-00-0601 erläutert. Darüber hinaus werden die Bemessungsnachweise nach EOTA TR 069 erklärt. Ergänzende Beispielrechnungen von biegesteifen Verbindungen veranschaulichen ergänzend die Vorteile, die sich sowohl in der Planung als auch Ausführung ergeben.

Post-installed reinforcing bar connections for moment-resisting connections according to EOTA TR 069
Post-installed reinforcing bar connections are common in daily construction practice since decades. They are used in new construction projects as well as for renovations or changes of use. Up to now, the areas of application of injection systems qualified according to EAD 330087-00-0601 have been limited to overlap joints, end anchorages of simply supported beams, reinforcing bars under compression loading and anchoring to cover the envelope line of acting tensile forces in bending members. The new technical report EOTA TR 069 “Design method for anchorages of post-installed reinforcing bars (rebars) with improved bond-splitting behaviour as compared to EN 1992-1-1” for the first time regulates the design and execution of reinforcement connections for rigid concrete to concrete joints on a European level without execution as overlap joint. In the context of this article, the areas of application of the new technical report TR 069 and the new qualification procedure according to EAD 332402-00-0601 are explained. Furthermore, the design verification steps according to EOTA TR 069 are explained. Additional example calculations of rigid connections additionally illustrate the advantages that result in both design and execution.

Für biege- und druckbeanspruchte Stäbe mit über die Stablänge veränderlicher Längskraft und Steifigkeit wird ein Rechenansatz zur Bestimmung von Momentenbeiwerten (Vergrößerungsfaktoren) k der Theorie II. Ordnung entwickelt. Für ausgewählte symmetrische Geometrie-, Steifigkeits und Belastungsverhältknisse werden die Ansätze ausgewertet und k als Funktion der Stabkennzahl "epsilon" in Diagrammen dargestellt.

Berichtet wird über einen Versuch an Stahltrapezblechen mit aufgeschraubten Holzwerkstoffplatten. Ein Vergleich der Versuchsergebnisse mit Rechenwerten nach der Theorie des elastischen Verbundes zeigt gute Übereinstimmung. Bei Verwendung von Plattenmaterialien, die keine nennenswerten Quell-, Schwind- und Kriecherscheinungen aufweisen, können Bemessungen und Berechnungen also als elastische Verbundtragwerke erfolgen.

Zur Bestimmung der geometrischen Größen von Quersteifen in Beulfeldern werden zur Festlegung der wirksamen Breite die in der DASt-Ri 012 angegebenen Beziehungen benutzt. Bei Beachtung dieser Gültigkeitsbereiche ergeben sich dann einfache Zusammenhänge für die geometrischen Größen der Steifen. Alle benötigten Formeln sowie ein Geometriebeiwert sind allgemein zusammengestellt. Für Steifen aus häufig verwendeten ungleichschenkligen L-Profilen führt eine weitere Auswertung auf Bemessungsdiagramme, die für die Stahlgüten St 37 und St 52 dargestellt sind. Die Gleichungen zur Bestimmung der Mindeststeifigkeit nach der Elastizitätstheorie II. Ordnung für Gesamtfelder mit mehr als drei Teilefeldern werden vereinfacht und zusammengefaßt. Durch Einführung eines ideellen Randabstandes gelten für Beulfelder mit Spannungen sx bzw. gleichzeitig sx und sy die gleichen Formeln. Alle Formeln und Hilfswerte sind in einem Diagramm zusammengestellt. Für Steifen in Beulfeldern mit sy = 0 ist ferner eine einfache Bemessungsformel entwickelt.

Es werden Knickbedingungen für das Knicken mit Zwangsdrillachse entwickelt. Bei der Aufbereitung der Gleichungen und Darstellung der Ergebnisse wird als Maß der Knicksteifigkeit die kleinste bezogene Breite der an die Steife angrenzenden Beulfelder angegeben. Je größer die Drillknicksteifigkeit eines Steifenprofils ist, um so kleiner darf die bezogene Breite - der Steifenabstand - der anschließenden Felder werden. Das führt zur Verringerung der Beulgefahr und damit zu einer höheren Auslastung des gedrückten Bleches. Der Vergleich der Knicksteifigkeit verschiedener Steifenformen und -abmessungen ergibt, daß + -Steifen knicksteifer sind als - -Steifen vergleichbaren Querschnitts, wenn man vom baupraktisch uninteressanten Bereich sehr großer Schlankheiten absieht. Vergleicht man die vorgenannten Steifen mit Flachstahlsteifen gleicher Höhe und Dicke, so zeigt sich, daß bei schlanken Steifen Flachstahlsteifen knicksteifer sind. Es wird gezeigt, wie gegenüber der DASt-Ri 012 veränderte Forderungen mittels eines Faktors einfach berücksichtigt werden können.

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Beim Neubau des Blocks 9 des Großkraftwerks Mannheim sind umfangreiche Bauarbeiten zu bewerkstelligen. Aufgrund des begrenzt zur Verfügung stehenden Platzes und zur Kostenoptimierung werden die benötigten Bauteile in ihrer räumlichen Ausdehnung assimiliert. Dies hat zur Folge, dass die Bauwerke immer tiefer in den Untergrund expandieren. Des Weiteren bündeln sich die Bauwerkslasten auf einer immer kleiner werdenden Fläche und müssen vom Untergrund möglichst setzungsunempfindlich aufgenommen werden. Dies bietet ein äußerst facettenreiches Betätigungsfeld für den Spezialtiefbau im Kraftwerksbau. Im Folgenden wird über die Vielfalt der hier zur Anwendung gekommenen Verfahren des Spezialtiefbaus und den damit verbundenen komplexen arbeitstechnischen Aufgaben berichtet.

Mannheim power station - foundation engineering in power plant construction.
Extensive construction work is to be carried out for the new construction of block 9 at Mannheim power station. Due to the limited space available and to optimize costs, the required components will be assimilated in their spatial dimensions. The consequence of this is that the building works will expand deeper and deeper into the ground. Furthermore, the structural loads will become concentrated on an increasingly smaller space and must be supported from below ground as much as possible to avoid settlement. This offers an exceptionally diverse field of activity for foundation engineering in power plant construction. The following report covers the diversity of the foundation engineering techniques used and the complex procedural tasks associated with them.

Die Anwendung der bekannten Funktionen des elastisch gebetteten Balkens auf Berechnungen der Störungen des Membranzustandes in Zylinderschalen.

"Schwingungen von Glockentürmen" ist grundsätzlich ein "klassisches" Gebiet der Baudynamik. Gerade in den letzten Jahren gab es aber Fortschritte im Grundverständnis der Schwingungsphänomene, in den Bearbeitungsmöglichkkeiten (Versuchs- und Meßtechnik, Berechnungsmethoden) und in Möglichkeiten zur Auslegung und Optimierung von Maßnahmen. Der Aufsatz behandelt systematisch die mechanischen Grundlagen, die Meß- und Rechentechnik, die Bewertung von Ergebnissen sowie mögliche Minderungs- und Optimierungsmaßnahmen. Bei allen Maßnahmen sind neben den Gesichtspunkten der Baudynamik stets auch glockenmusikalische und wirtschaftliche Aspekte zu beachten. Signifikante Beispiele dienen der Erläuterung.

Die Berechnung eines Tunnelrahmens wird nach Eurocode 2, Teil 1 - EC 2 - durchgeführt. Die Unterschiede in den Ergebnissen der Berechnung nach EC 2 und DIN 1045 werden herausgestellt. Es wird nachgewiesen, daß nach EC 2 der Grenzzustand der Rißbildung für quasi-ständige Last für die Bemessung ausschlaggebend ist. Dementsprechend wäre eine Reduzierung der Teilsicherheitsbeiwerte für die Endlasten beim Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit ohne Einfluß auf die erforderliche Bewehrung.

Über die zu erwartende Ablösung nationaler Normen durch die europäische Normierung im Stahlbetonbau und die Auswirkungen für die Praxis in Deutschland.

Es wird auf einzelne spektakuläre Schäden an Brücken infolge Spanngliedbruch eingegangen, die Ursachen erläutert und daraus Empfehlungen für den entwerfenden Ingenieur abgeleitet. Generell soll durch eine Beschränkung des Vorspanngrads ein duktiles Verhalten der Baukörper angestrebt werden um dadurch einen Totalausfall einzelner Bauteile zumindest anzukündigen.

Bei der Bemessung vorgespannter Konstruktionen wird die Vorspannung als Vordehnung der Spannglieder im Vergleich zum umgebenden Beton bzw. zum unverformten Tragwerk betrachtet. Zu der Vordehnung sind Dehnungsanteile aus der Verformung des Tragwerks infolge Last zu addieren. Dieser Dehnungsanteil des Spannglieds wird mit dem für Last bestimmten Sicherheitsbeiwert multipliziert, der charakteristische Wert der Vordehnung stets mit dem Teisicherheitsbeiwert 1.0. Dehnungen im Spannglied und im Beton sollen mit den Steifigkeiten errechnet werden, die der jeweiligen Lastkombination zugeordnet sind. Die Unterschiede bei der Bemessung nach DIN 4227 bzw. Eurocode 2 werden erläutert.