Es werden anschauliche Bildungsprinzipien für beliebig doppelt gekrümmte, sich aus ebenen Viereckelementen zusammensetzende Schalenflächen vorgestellt. Dadurch wird es möglich, trotz doppelter Flächenkrümmung ebene Verglasungen bzw. ebene Schalelemente einzusetzen, eine wesentliche Voraussetzung für wirtschaftliche verglaste, opak verkleidete oder betonierte Schalentragwerke.

Gefordert waren kurze Montagezeiten, geringe Konstruktionshöhen, große Nutzungsflexibilität und gute Installierbarkeit. Ein Stahlverbundtragwerk aus 9,60 m weitgespannten Walzträgern bzw. 19,20 m weitgespannten Fachwerkträgern mit 15 bis 20 cm dicker Verbunddecke wurde diesen Anforderungen am besten gerecht. Die viergeschossige Halle im Zentrum des Gebäudes wird von einem Glasdach überspannt, das von vorgespannten, fischbauchartigen Seilbindern getragen wird.

Es werden Diagramme zur Rissbreitenbegrenzung für zwangbeanspruchte Stahlbetonbauteile bereitgestellt; mit ihnen können alle wesentlichen Einflussgrössen auf die Rissbreite berücksichtigt werden. Mit vier Beispielen wird gezeigt, wie die Mindestbewehrung für Zwang mit den Diagrammen auf einfache Weise ermittelt werden können.

The Kitzsteinhorn, Salzburg, represents an ideal environment for rockfall simulations in high mountains due to its local infrastructure, the geological conditions and the presence of permafrost. Through climate change and the associated alteration of the glacier and the distribution of permafrost, mass movements increasingly occur in the form of rockfalls and rock slides. In order to improve the understanding and prediction of these gravitational processes, existing models have to be calibrated and adapted or their results have to be verified. As part of the MOREXPERT project, “Monitoring Expert System for Hazardous Rock Walls” (Rockfall 7.1) and 3D (Rockyfor3D 4.1) rockfall simulations were performed. The results of the 3D simulations could be validated directly using orthophotos. It turned out that the modelling results fit very well with the deposits below the investigation area on the glacier and also with the accumulation of debris in the channels and ledges in the face. The largest factor of uncertainty for both programmes is the coverage of snow and ice, respectively the surface of the glacier. As these parameters change with various time scales (hours to years), any simulation of events in the high mountains only represents a snapshot. In order to obtain an overview of the rockfall danger of the entire investigation area, 3D modelling has proved advantageous in addition to the detailed mapping of the terrain. 2D modelling is also useful for a more detailed understanding of rockfall processes in individual zones of the rock face, and its results are ideal for the design of protection measures.
Das Kitzsteinhorn, Salzburg, stellt aufgrund der örtlichen Infrastruktur, den geologischen Gegebenheiten und des Vorkommens von Permafrost ein ideales Umfeld für eine Steinschlagsimulation im Hochgebirge dar. Durch den Klimawandel und den damit verbundenen Veränderungen der Gletscher und der Permafrostverteilung, treten zunehmend Massenbewegungen in Form von Steinschlägen und Felsstürzen auf. Um diese gravitativen Prozesse besser verstehen und vorhersagen zu können, müssen bestehende Modelle kalibriert und adaptiert bzw. deren Ergebnisse validiert werden. Im Rahmen des Projekts MOREXPERT, Entwicklung eines Expertensystems zur Überwachung gefährlicher Felswände, wurden 2D- (Rockfall 7.1) und 3D- (Rockyfor3D 4.1) Steinschlagsimulationen durchgeführt. Die Ergebnisse der 3D-Simulationen konnten anhand von Orthophotos direkt validiert werden. Es zeigte sich, dass die Modellergebnisse sehr gut mit den Ablagerungen unterhalb des Untersuchungsgebiets auf dem Gletscher als auch mit den Geröllansammlungen in den Rinnen und Verflachungen in der Wand übereinstimmen. Den größten Unsicherheitsfaktor für beide Programme stellte die Oberflächenbedeckung durch Schnee und Eis bzw. die Gletscheroberfläche dar. Da sich diese Parameter innerhalb unterschiedlicher Zeitskalen (Stunden bis Jahre) ändern, stellt jede Simulation im Hochgebirge nur eine Momentaufnahme dar. Um einen Überblick zur Steinschlaggefährdung des gesamten Untersuchungsgebiets zu erhalten, hat sich neben der detaillierten Geländekartierung eine 3D-Modellierung als vorteilhaft erwiesen. Zum näheren Verständnis der Steinschlagprozesse in einzelnen Wandbereichen bietet sich die 2D-Simulation an. Deren Ergebnisse können idealerweise für die Planung von Schutzbauten herangezogen werden.

Für Bauten beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen gelten verschärfte Bedingungen hinsichtlich der Dichtheit und Dauerhaftigkeit. Wie Untersuchungen der Ruhr-Universität Bochum und des Institutes für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der Technischen Universität Braunschweig gezeigt haben, kann durch die Verwendung von Stahlfasern bei diesen Bauwerken sowohl die Dichtheit als auch Dauerhaftigkeit gesteigert werden. Über die Behandlung von Stahlfaserbeton in der Richtlinie des DAfStb und über Anwendung von Stahlfaserbeton bei Bauwerken im Umgang mit wassergefährdenden Stoffen wird berichtet.

Der Aufsatz behandelt das Tragverhalten, die Ergebnisse von Scheiteldruckversuchen und deren Nachrechnung, ein Verfahren zur Bemessung der Rohre und Fragen der Dauerhaftigkeit und Qualitätssicherung von Rohren aus Stahlfaserbeton.

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An Klebverbindungen werden im Konstruktiven Holzbau hohe Anforderungen hinsichtlich Güte und Dauerhaftigkeit gestellt. Mit 1-K PUR, MUF und PRF verklebte Lamellen aus Rotbuche und Fichte wurden einer Freibewitterung, einer künstlichen Bewitterung und einem feucht-trocken Wechselklima ausgesetzt. Nach einer abgestuften Behandlungsdauer wurden die Zugscherfestigkeit sowie die Schalllaufzeit senkrecht zur Klebfuge und die Eigenfrequenz bei Biegeschwingungen bestimmt. Ergänzend wurde die Delaminierungsbeständigkeit an Brettschichtholz aus Fichte nach DIN EN 302-2 durchgeführt. Im untersuchten Behandlungszeitraum wurde bei allen Proben keine erkennbare Delaminierung festgestellt. Ein Zusammenhang zwischen Behandlungsdauer und Zugscherfestigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Ebenso bestand keine gesicherte Korrelation zwischen der Zugscherfestigkeit und der Schalllaufzeit sowie der Eigenfrequenz.

Investigations on the failure of bond lines under long-term climatic stress.
With 1-K PUR, MUF and PRF parallel to the grain glued lamellas of spruce and beech were exposed to different climatic loads (natural and artificial weathering, controlled alternating moist-dry climate). All adhesives are approved for use in timber construction. After shortening the weathering duration running time of ultrasonic, vertical to the bonding layer and tensile shear strength were measured. In addition, delamination tests of glued spruce wood were carried out according to DIN EN 302-2. Investigation of the samples after the test period revealed no signs of delamination. No correlation was verified between the number of cycles and tensile shear strength and NDT methods.

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The article concerns the construction of the Kopswerk II pressure tunnel and associated works. Important details of the construction and construction sequence are described, particularly the logistics of a large site in the high mountains. In addition to a summary of the various drill and blast tunnels, the article concentrates on the TBM drive and the drilling and grouting works in the pressure tunnel.
Der Beitrag befasst sich mit den Bauarbeiten für den Druckstollen des Kopswerkes II und dessen Nebenanlagen. Dabei werden die Eckpfeiler der Bauausführung und des Bauablaufes, insbesondere auch die Logistik einer Baustelle im Hochgebirge beschrieben. Neben einem Abriss über die verschiedenen Sprengvortriebe wird vor allem über den TBM-Vortrieb und die Bohr- und Injektionsarbeiten im Druckstollen berichtet.

Zur Zeit läuft die Genehmigungsplanung für die Elbphilharmonie in Hamburg. Das Projekt wird bis zum Baubeginn, der bereits für Anfang 2007 geplant ist, weiter konkretisiert und planerisch verfeinert.
Die architektonische Idee, auf dem alten, 1964 gebauten Kaispeicher eine Philharmonie mit Luxuswohnungen und einem Hotel aufzusetzen, wurde im Rahmen eines Investorenprojektes entwickelt. Diese Idee war so überzeugend, daß sie in der Bevölkerung eine sehr breite Basis fand und nun planerisch umgesetzt wird, mit dem Ziel, dieses einmalige und für Hamburg wichtige Projekt nicht nur zu planen, sondern auch zu bauen.

Die Sicherheit und Nutzungsfähigkeit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken hat eine sehr große Bedeutung für die heutige Gesellschaft. Eingeschränkte Verkehrsnetzwerke führen zu bedeutenden ökonomischen und gesellschaftlichen Konsequenzen. Gerade in Zeiten, in denen Berichte über gealterte und geschädigte Tragwerksstrukturen für Aufsehen sorgen, während öffentliche Mittel für eine Sanierung nur noch begrenzt zur Verfügung stehen, sind innovative Lösungen gefragt. Bauwerksüberwachung ist eine Möglichkeit, die gebotene Sicherheit von Bauwerken auf Dauer zu gewährleisten. Mit Hilfe geeigneter Überwachungsstrategien läßt sich die Nutzungsdauer bestimmen, die bis zu einer Sanierung oder Erneuerung verstreichen darf, ohne eine Gefährdung der Nutzer in Kauf zu nehmen.
Bisher hat sich jedoch eine planmäßige Überwachung von Bauwerken - mit Ausnahme von Ingenieurbauwerken im Zuge von Straßen und Wegen - noch nicht durchgesetzt, vor allem weil sie aufwändig und kostenintensiv ist. Dank weltweiter Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet lassen sich aber Inspektions- und Monitoringstrategien mittlerweile so optimieren, so daß sie für vielfältige Anwendungen attraktiv werden. Im Teilprojekt A1 des Sonderforschungsbereiches (SFB) 477 wurde eine Methodik (“Framework”) für die zuverlässigkeitsorientierte Bewertung von Bauwerken erarbeitet, die eine Optimierung von Bauwerksüberwachungsmaßnahmen und die kontinuierliche Auswertung des Bauwerkszustandes erlaubt. In diesem Beitrag wird das Grundkonzept der Methodik erläutert und seine Anwendung am Beispiel eines “Ersatzbauwerkes” veranschaulicht.

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Aufgrund der Anforderungen an den Wärmeschutz ist die Ausführung einschaliger Außenwände aus Normalbeton bereits seit einigen Jahrzehnten nicht mehr praktikabel. Um den bauphysikalischen Anforderungen gerecht zu werden, sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen wie die Anbringung von Wärmedämmverbundsystemen oder die Ausführung als zweischalige Wandkonstruktion mit Kerndämmung erforderlich, aus denen gestalterische, konstruktive oder wirtschaftliche Nachteile resultieren können. Bisherige Versuche, einschalige Außenwände aus Leichtbetonen herzustellen, erfordern wegen der verhältnismäßig geringen Druckfestigkeiten oder der im Vergleich zu anderen Außenwandkonstruktionen noch immer höheren Wärmeleitfähigkeiten stets sehr große Wanddicken. Das Institut für Massivbau (IfM) der Universität Duisburg-Essen hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoff-Forschung des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) durch Einbettung von Quarzglas-Aerogelgranulat in UHPC-Matrizen einen Hochleistungsaerogelbeton entwickelt, der ein sehr günstiges Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweist [1]. Nachfolgend werden die mechanischen und bauphysikalischen Eigenschaften des neuen Werkstoffs vorgestellt.

Development of High Performance Aerogel Concrete
Because of requirements for thermal insulation the realization of single-leaf walls made of normal concrete is not feasible for a couple of decades. Thus, additional means such as external thermal insulation systems or cavity walls with core insulation are normally necessary, which are accompanied by creative, constructive or economical disadvantages. Previous attempts to produce single-leaf walls with lightweight concretes lead to huge wall thicknesses due to the low compressive strength or the higher thermal conductivities of lightweight concretes. By embedding silica aerogel granules in a high strength cement matrix, the Institute for Structural Concrete (ISC) at the University of Duisburg-Essen developed a High Performance Aerogel Concrete (HPAC) in cooperation with the Institute of Materials Research of the German Aerospace Center (DLR). The HPAC exhibits a remarkable relation between compressive strength and thermal conductivity [1]. The following report covers the mechanical and the building physics properties of the new material.

Eine frühe Integration der tragwerksplanerischen Expertise in den Prozess des Gebäudeentwurfs ermöglicht eine effiziente Unterstützung der hochkomplexen Planungsentscheidungen. Zur Bereitstellung und Verwendung des dafür geeigneten Erfahrungswissens des Ingenieurwesens wurde ein wissensbasiertes System (WBS) entwickelt. Dieses kann durch den Einsatz von entwicklungsstufenbezogenen unscharfen Wissensbanken sowie zugehöriger Inferenzsysteme eine Beurteilung von Tragstrukturen und Vorschläge von Entwurfsoptionen leisten. Das Entwicklungsstufensystem enthält eine Bewertung von Tragsystemen basierend auf der Possibilitätstheorie und umfasst Konzepte der adaptiven Entwicklungsstufen. Durch den Einsatz der leicht verständlichen Formulierung von Regeln im Modus Ponens und von Inferenzmechanismen der Fuzzy Logic wird dabei die Nachahmung des menschlichen Entscheidungsverhaltens ermöglicht. Zur Akquise des Wissens werden Parameterstudien mit der Berechnung und Bemessung von Tragelementen des Stahlbetonbaus durchgeführt. Praxiserfahrungen bestimmen die für die im üblichen Hochbau zu erwartenden Strukturen zu berücksichtigenden Wertebereiche. Mechanismen zur Berücksichtigung einer möglichen Ungewissheit von Entwurfsgrößen werden bereitgestellt. Das resultierende WBS ermöglicht schließlich eine Steigerung der Effizienz des Planungsprozesses bereits in frühen Planungsphasen.

AI-methods for the integration of structural design knowledge in early phases of the building design process
The early integration of the structural design expertise in the building planning process allows an efficient support of the involved highly complex decision-making. A knowledge-based system (KBS) is developed for the supply and the usage of suitable engineering experience knowledge. This performs an evaluation of bearing structures and the proposal of design options through the application of development level dependent fuzzy knowledge bases and related inference systems. The levels of development include the assessment of structures based on the possibility theory and comprises concepts of adaptive detailing. An imitation of the human decision-making behavior is achieved by the use of an easily understandable formulation of rules following the Modus Ponens and Fuzzy Logic inference mechanisms. Acquisition of applicable knowledge is based on parametric studies covering the calculation and design of structural elements that initially are carried out for reinforced concrete components. Considerable value ranges are determined based on practical experiences. Additionally, mechanisms for the consideration of uncertain parameters are provided. The resulting (KBS) system enables an efficiency increase in the early planning process.

Ultrahochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) erfordert zur Sicherstellung ausreichender Duktilität den Einsatz einer “Bewehrung”, die meist in Form von Fasern während des Mischprozesses zugegeben wird. Herstellung und Verarbeitung werden hierdurch beeinflusst, und infolge der zufälligen Ausrichtung und Verteilung der Fasern innerhalb der UHPC-Matrix ist eine zuverlässige Berechenbarkeit des Materialverhaltens nicht gewährleistet. Als Folge einer fehlenden Betondeckung führen oberflächennahe Stahlfasern zudem zu Korrosionsflecken.
Im vorliegenden Beitrag wird ein Faserersatz in Form einer gerichteten Mikrobewehrungsmatte aus dünnen Stahldrähten hinsichtlich des Trag- und Verformungsverhaltens in UHPC vorgestellt. Dabei werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen von faser- und mikrobewehrtem UHPC mit identischem Stahlgehalt verglichen sowie der Einfluss auf das Tragverhalten bei unterschiedlicher Ausrichtung der Mikrobewehrung und Verdoppelung des Stahlgehaltes dargestellt. Begleitende numerische Untersuchungen belegen, dass das Trag- und Verformungsverhalten des Verbundwerkstoffes zuverlässig zu berechnen ist.

Micro-reinforced Ultra High Performance Concrete (UHPC) - Structural behaviour
With intent to provide a ductile failure and to use UHPC to full capacity usually steel fibres are added during the mixing process. The impaired workability as well as random orientation and spreading of the fibres are beside the spots of corrosion resulting from near-surface fibres the main disadvantages of the use of steel fibres.
Within this paper a micro-reinforcement as replacement for steel-fibres is introduced with respect to the structural behaviour of the composite material. To outline the comparability in structural behaviour the results of the experimental investigations on micro-reinforced UHPC are constantly compared to the results of fibered UHPC. Additional investigations concerning the orientation of the micro-reinforcement show an influence on the structural failure. Beside the experimental tests nonlinear finite element simulations were performed. The simulations and the test results show substantial similarities in crack propagation, ultimate deformation and bearing capacity.

In dem Beitrag wird die Wirkungsweise der zweiachsigen Hohlkörperdecke (BubbleDeck) erläutert. Es wird weiterhin ein Überblick über Untersuchungen zum Tragverhalten von zweiachsigen Hohlkörperdecken gegeben. Es sind wesentliche Erkenntnisse der durchgeführten Versuche und theoretischen Betrachtungen zusammengestellt. Hinweise für die Bemessung werden gegeben.

In der Ausgabe Beton- und Stahlbetonbau 97, Heft 3, 2002 wurde ein ganzheitliches Bemessungskonzept für Stahlbetonträger mit großen Öffnungen vorgestellt. Dieses Bemessungskonzept wurde in den letzten Jahren durch eine umfassende Versuchsserie verifiziert. Zusätzlich wurde das Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetonträgern mit Öffnungsgruppen durch nichtlineare Finite Elemente Berechnungen untersucht. Im folgenden wird ein vereinfachtes Bemessungskonzept für Stahlbetonträger mit großen Einzelöffnungen und Öffnungsgruppen vorgestellt, welches auf den Ergebnissen der Versuchsserie und der nichtlinearen FE-Berechnungen basiert.

Es werden neue Untersuchungsergebnisse zum Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetonträgern mit großen Öffnungen vorgestellt. Basis der Untersuchungen stellt ein innovatives Versuchskonzept dar, das mit der FE-Methode unter Verwendung physikalischer nichtlinearer Stoffgesetze untersucht wurde. Die zentrale Frage der Querkraftverteilung auf die Öffnungsgurte konnte geklärt werden. Die Untersuchungsergebnisse führen zu einem neuen Bemessungsvorschlag, der vorgestellt wird. Praxisgerechte Nachweisformate zeigen die Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat die Theorie der Fuzzy Logic nahezu alle Disziplinen der Ingenieurwissenschaften erobert. Im konstruktiven Ingenieurbau wird diese neue Technologie jedoch nur sehr zögerlich eingesetzt. Das Ziel dieses Artikels ist, eine kurze Einführung in die Theorie zu geben sowie mögliche Anwendungen im konstruktiven Ingenieurbau aufzuzeigen. Eine dieser Anwendungen liegt im Bereich der wissensbasierten Systeme, wo es gilt, unscharf formuliertes Wissen adäquat zu verarbeiten.

Der Beitrag gibt eine Einführung in die Bemessung von Stahlbetonbauteilen aus Leichtbeton nach DIN 1045-1. Dabei werden auf der Basis der Materialeigenschaften die wesentlichen Unterschiede zur Bemessung von Bauteilen aus Leichtbeton zu Normalbeton darstellt. In dem nun einheitlichen Bemessungskonzept für Leicht- und Normalbeton ist die Bemessung für Leichtbeton weitestgehend von einem Faktor abhängig, der den Einfluß der Rohdichte erfaßt.

In Deutschland stand in den letzten Jahren der Baustoff "Konstruktionsleichtbeton" im Hintergrund. Ausgewählte Bauwerke, beispielsweise das BMW-Hochhaus in München oder die Dyckerhoff-Brücke in Wiesbaden, wurden jedoch schon vor Jahrzehnten mit Leichtbeton oder hochfestem Leichtbeton erstellt. Nach der Vorstellung einiger Grundlagen des Konstruktionsleichtbetons wird ein Überblick über internationale und nationale Bauvorhaben, bei denen Leichtbeton zum Einsatz kommt, gegeben.

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Herrn Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Hochleistungsbetone eröffnen völlig neue Anwendungsgebiete für mineralische Baustoffe. Bei dem Versuch, bisher etablierte Bauweisen zu substituieren, spielt neben der Erreichbarkeit wirtschaftlicher und ökologischer Vorteile auch die Freude am Ausprobieren und am Antizipieren zukünftiger Entwicklungen eine wichtige Rolle.
Der mit diesem Beitrag geehrte Jubilar hat in diesem Zusammenhang unzählige eindrucksvolle Beiträge geliefert, die übrigens weit über den Einsatz neuer Werkstoffe und Materialien hinausgehen, und inspiriert zu immer neuen Anläufen.
Im vorliegenden Aufsatz soll am einfachen Beispiel von selbsttätigen Hochwassersperren gezeigt werden, wie ein werkstoffgerechter Einsatz von Baustoffen neue sinnvolle Lösungen ermöglichen kann. Jederzeitige Verfügbarkeit, geringe Herstellkosten, hohe Dauerhaftigkeit und geringer Wartungsaufwand sind dabei angestrebte Zielgrößen.

Construction and design of self-erecting flood barriers made of high-performance concrete
High-performance concrete introduces completely new application fields for mineral building materials. In the attempt to substitute previously established ways of construction, the attainability of economic and ecological advantages play an important role alongside the enjoyment of trying out and anticipating future developments.
The honorary recipient of this article has provided uncountable original contributions that by the way go far beyond the use of new materials, and inspires always for new approaches.
In the present essay, a simple example of self-erecting flood barriers will be used to show how materials-compatible use of building materials can enable new reasonable solutions. Constant availability, low production costs, high durability and low maintenance cost are desired target variables.