Double eccentrically loaded cross-sections with failing tension zone occur both in foundation engineering and in masonry building. The case of walls or columns loaded with double eccentricity by a normal force was no longer covered under the global safety concept of DIN 1053-1 and is thus not normally considered in practice. With the transition to the semi-probabilistic safety concept, verification of the cross-section at the limit state of loadbearing capacity is performed near or at the failure state. This also made it necessary as part of the introduction of EN 1996-1-1 to introduce a verification for double eccentrically loaded cross-sections. The present article considers the non-linear stress distribution in double eccentrically loaded cross-sections and the resulting position of the neutral axis. The described process is numerically robust and can be implemented with little effort for the analysis of masonry as an Excel spreadsheet.

Die neue U-Bahn in Thessaloniki befindet sich seit 2006 im Bau. Mit einer Streckenlänge von 9, 6 km umfasst sie, neben dem Schildvortrieb zweier Röhren, die Errichtung von 13 Bahnhöfen mit zentralem Bahnsteig. Zur Reduzierung von Verkehrsstörungen und zur Begrenzung der Setzungen in der Nachbarschaft wurde eine Deckelbauweise mit Schlitzwänden gewählt. Wegen der engen Platzverhältnisse musste dabei auf eine Innenschale verzichtet werden. Weitere erschwerende Randbedingungen sind der weiche inhomogene Untergrund, die große Aushubtiefe im Grundwasser und die Seismizität am Standort. Beginnend mit der Projektbeschreibung werden für zwei typische Bahnhöfe die erdstatischen Nachweise und die Maßnahmen zur dauerhaften Auftriebssicherung zusammengefasst sowie gemessene und prognostizierte Systemverformungen gegenübergestellt.

Thessaloniki Metro: Deep excavations by the top-down method.
The new Thessaloniki Metro has been under construction since 2006. The total length of 9.6 km includes, beside the excavation of two tunnels, the construction and support of deep excavations for 13 stations with central platforms. In order to reduce traffic disturbance and to minimize settlements in the neighbourhood, a top-down construction method with diaphragm walls was adopted. Due to the limited space availability, stations were constructed without an inner lining. Further difficulties are associated with the soft inhomogeneous subsoil, the large excavation depths below the groundwater level and the seismicity at the site. Starting with a project description, the paper briefly presents the geotechnical design for two typical stations and the measures taken for providing safety against uplift. Measured and predicted system responses are also compared.

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Die Zahlen der “nicht fertiggestellten Häuser” in der Slowakei, die in den Anzeigen der Immobilienwirtschaft zu Verkauf angeboten werden, steigen rapide an. Die Rohbauten stehen oft Jahre lang vor Witterung ungeschützt, bevor sich ein Käufer findet und sie fertigstellt. Die Fertigstellung passiert dann ziemlich schnell, sodass sich innerhalb kurzer Zeit die Feuchteschäden zeigen, die wiederrum jahrelang Probleme für die Bewohner verursachen. Das meistverwendete Baumaterial hierfür ist Porenbeton. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden verschiedenste messtechnische und rechnerische Untersuchungen durchgeführt, um die hygrothermische Situation dieser Bauteile darzustellen bzw. einen Leitfaden zur notwendigen Trocknungszeit für die meisten Fertigstellungssituationen auszuarbeiten. Für die messtechnischen Untersuchungen wurde ein Prüfstand hergestellt, an dem verschiedene Konstruktionsvarianten unter realen Klimadaten des Standorts Koice detailliert untersucht wurden. Die rechnerischen Untersuchungen wurden mit dem Simulationsprogramm WUFI durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Porenbetonwand mit dem EPS-System 28 Monate trocknen muss, um die Bezugsfeuchte w80 zu erreichen. Die reduzierte Trocknung wirkt sich negativ auf den U-Wert und somit auch auf den Wärmeschutz der Baukonstruktion aus. Die durchschnittliche Abweichung des effektiven U-Wertes vom Projektierten hatte in der zweiten Heizperiode 20 % Unterschied ergeben. Während des dritten Winters war sie sogar immer noch mehr als 5 %. Die Orientierung und die verschiedenen Dicken der Wärmedämmung auf EPS-Basis haben einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Trocknungsverhalten. Die Verwendung von Mineralwolldämmstoff anstatt EPS verkürzt die Austrocknungszeit um etwa die Hälfte.
Die numerische Analyse zeigt, dass nach einer zweimonatigen Trocknung des Porenbetons vor der Applikation eines EPS-Wärmedämmverbundsystems, der durchschnittliche Wassergehalt um 33 % des ursprünglichen Wertes gesenkt wird. Wenn die EPS-Dämmung erst nach fünf Monaten angebracht wird, verkürzt sich die Trocknungszeit auf 14 Monate, so dass sie im Bereich des Mineralwoll-WDVS liegt.

Case study investigations on drying process cellular concrete external walls with ETCIS.
The number of “not completed buildings” which are offered to be sold increase rapidly. The building shells are exposed to the weather without protection. Sometimes it takes years until the building shells are sold and the construction can be continued. The new owners usually push on the construction very fast. This causes moisture damage. Mostly cellular concrete is the used material. Within the framework of a research project different measurements and calculations were done to constitute the hygrothermic conditions of the components. In addition to that a guideline was written. It contains the minimum time that is necessary to dry all components of the buildings for the most situations. For the investigations a test bench had been built. Different scenarios of the constructions could be tested under real climate conditions of the locations Koice. The scenarios were investigated and the measured data was analysed. The analyses were executed with the simulation program WUFI.
The results show that the cellular concrete in combination with the EPS-System needs 28 months to reach the reference humidity w80. The moister effects the u-value of the construction in a negative way. The heat resistance is lower because of the wetness. The averaged influence of the humidity on the effective u-value from the calculated u-value was 20 % in the second heat period. In the third heat period the effective u-value was more than 5 % worse as the calculated. The orientation of the construction and the different thicknesses have a very low influence on the drying process. It is not significant. When mineral wool is used instead of EPS the drying time can be reduced around 50 %.
Numeric analyses show that after two months of drying the cellular concrete in combination with EPS reduces the water content by 33 %. When the EPS is installed five months later, the drying time can be reduced by 14 months. This results the same drying time as the mineral wool construction.

Die Umsetzung innovativer Konzepte, wie digitale Betonherstellung und Prozessautomatisierung, könnte zu einer Steigerung der Produktivität und zu einer Verringerung des Materialbedarfs im Betonsektor führen. Die wissenschaftliche Fachwelt hat dieses Potenzial erkannt, sodass das globale Interesse und die Anzahl der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu diesem Thema exponentiell zunehmen. Aktuell werden bereits weltweit hochwertige digitale Fertigungskonzepte entwickelt und erfolgreich zum Drucken einiger Pilotprojekte eingesetzt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die bekanntesten additiven Fertigungsverfahren im Betonbau und wesentliche Fallstudien. Darüber hinaus werden die offenen technischen und technologischen Fragen diskutiert. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung praktischer Lösungen und deren Umsetzung im Betonsektor.

Additive manufacturing with concrete: the way toward practical implementation
Implementation of digital technologies such as additive concrete manufacturing and process automation has a potential to change standard concrete processing. The innovative manufacturing technologies could be a solution to the existing productivity and environmental issues that the concrete sector is facing. The research community recognized this potential, so the global interest and the number of R&D activities on this topic are rising exponentially. The sophisticated digital solutions are being developed and validated in pilot projects worldwide. This article will give an overview of the existing additive manufacturing technologies with concrete and show some noticeable case studies. We will discuss open technical and technological questions, with focus on the way towards devel-opment of practical solutions and their implementation in the concrete sector.

Built in 1914, the listed Reichsbahn directorate building was formerly used as an administrative building by Deutsche Bahn AG in Stuttgart. The Stuttgart 21 Project requires new tracks from the Feuerbach and Bad Cannstatt Tunnels to be built, which branch off from 4 to 8 tracks in the area beneath the DB directorate. Complete demolition of the directorate building was not possible due to the objection of the listed monument authorities, the city administration, the municipal council of architects and the former building owner Vivico. In view of this the preservation of the main building was specified in the planning decision of 28/01/2005.
In order for the new station to be constructed by cut-and-cover, part of the building had to be secured and underpinned. The design should also take into account two single-track underground rail tunnels beneath the building and newly constructed temporary retaining structures. The temporary works required to distribute the building loads extended over an area of 800 m2, around half of the building footprint, and poses particular constraints on the design and construction approach due to the building preservation order and its inner city proximity.
Das ursprünglich als Reichsbahndirektion 1914 bezogene Gebäude in Stuttgart ist ein, unter Denkmalschutz stehender, ehemaliger Verwaltungsbau der Deutschen Bahn AG. Im Rahmen des Großprojekts Stuttgart 21 verzweigen sich im Bereich unter der DB Direktion die Gleise aus den Tunneln Feuerbach und Bad Cannstatt von 4 auf 8. Da ein vollständiger Abriß gegen den Willen des Denkmalschutzes, der Stadtverwaltung, des Gemeinderates der Architektenschaft und des ursprünglichen Eigentümers Vivico nicht möglich war, wurde im Planfestellungsbeschluß vom 28.01.2005 der Erhalt des Hauptgebäudes festgeschrieben.
Um die Unterquerung des Bahnhofs in offener Bauweise realisieren zu können, musste ein Teil des Gebäudes gesichert und abgefangen werden. Des Weiteren mussten in der Planung zwei unter dem Bauwerk angeordnete eingleisige U-Bahnröhren und neu zu erstellende Verbauwände berücksichtigt werden. Die Teilunterfangung umfasst mit 800 m2 rund die Hälfte der Gebäudefläche und stellt hinsichtlich des bestehenden Denkmalschutzes und der innerstädtischen Schnittstellen besondere Anforderungen an die Planung und Bauausführung.

Intelligente Systeme (IS) erreichen derzeit die Industrie 4.0 [1, 2] in einem vielfältigem Einsatzspektrum. Mit dem Erhalt von Big Data können IS-Anwendungen von neuen Techniken des maschinellen Lernens (ML) erweitert werden, um auf Basis der IS erzeugte Digitale Zwillinge direkt umzusetzen. Auf Ingenieurbauwerke können diese Techniken durch ein Bauwerksmonitoring übertragen werden. Durch Onlineüberwachung des Betriebsverhaltens kann ein intelligentes Erhaltungsmanagement über den gesamten Lebenszyklus mit einer proaktiven Schadenserkennung betrieben werden. Mittlerweile ist die Entwicklung wirtschaftlicher intelligenter smarter Verfahren für die Wissensextraktion in der künstlichen Intelligenz (KI) von ausschlaggebender Bedeutung. Der Beitrag stellt die Structural Health Information Patterns (SHIPs) vor, die aus einem Monitoring gewonnen und mit einer ML-Technik erzeugt werden. Es wird die Erstellung von SHIPs gezeigt. Zudem wird dargestellt, welches Bauwerksmonitoring für die Zustandsüberwachung erforderlich ist, sodass die ML-Techniken für ein intelligentes Erhaltungsmanagement angewandt werden können. Es werden neuartige Ansätze der intelligenten Analyse mit unüberwachtem und überwachtem ML in Hinblick auf SHIPs für die technische Strukturüberwachung des Ingenieurbauwerks betrachtet. Die neue SHIP-Methodik wird abschließend an einem Praxisbeispiel, der Heinrichsbrücke Bamberg, demonstriert.

Civil engineering structures as intelligent systems - maintenance management with Structural Health Information Patterns (SHIPs)
Intelligent systems (IS) reach the Industry 4.0 [1, 2] in the varied application spectrum at present. By receiving Big Data IS-applications can be expanded with new techniques of machine learning (ML) to implement directly digital twins created on the basis of the IS. To the civil engineering structures these techniques can be carried over by means of structural monitoring. Using the Online-Monitoring of the operational behaviour an intelligent maintenance management can be run over the whole life-cycle with the proactive damage recognition. Meanwhile, the development of economical intelligent smart methods for the knowledge extraction is of critical importance in the artificial intelligence (AI). The article presents the Structural Health Information Patterns (SHIPs) to be obtained from a monitoring and generated with a ML-technique. The construction of SHIPs is shown. Moreover, it is described what structural monitoring is needed for condition tracing so that the ML-techniques for an intelligent maintenance management can be applied. Innovative approaches of the intelligent analysis with unsupervised and supervised ML are considered regarding SHIPs for the technical structural monitoring of the civil engineering structure. The new SHIP-methodology is demonstrated on a practical example, Heinrich bridge Bamberg, finally.

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Der Beitrag stellt ein Rechenverfahren vor, mit dem auf Basis einer laseroptischen Messmethode Temperaturfeldinformationen in Fluiden ermittelt und Wärmeübergangskoeffizienten berechnet werden können. Grundlage für die Lösung der Energietransportgleichung stellen Geschwindigkeitsfelder dar, die mittels stereoskopischer Particle Image Velocimetry (PIV)-Messungen erhalten werden. PIV ist eine laseroptische Messmethode zur Erfassung von Geschwindigkeitsfeldern. Da kein intrusiver Sensor nötig ist, können Strömungen ohne Beeinflussungen vermessen werden. Eine stereoskopische PIV-Messung erzeugt Rasterinformationen zu allen drei Geschwindigkeitskomponenten in einer Ebene der Strömung. Die Temperaturverteilung an den Rändern des Messgebiets wird durch punktuelle Messung (Temperaturdioden) und flächenhafte Messung (Infrarotkamera) ermittelt. Anhand der Strömungscharakteristika wird der Energietransport vom Rand aus durch das Messgebiet berechnet. Die Energiegleichung der Navier-Stokes-Gleichungen der Strömungsmechanik stellt hierbei die physikalische Grundlage für den Energietransport durch das Fluid dar. Ihre Lösung mittels eines numerischen Modells ergibt die Temperaturverteilung im Messgebiet. Das Verfahren wird am Beispiel der Bestimmung von konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten bzgl. der freien instationären Eigenkonvektionsströmung eines Menschen demonstriert. Das Verfahren ist vielversprechend, da zeitlich und räumlich hochaufgelöste Temperaturfeldinformationen erhalten werden und in Raumluftströmungen laserinduzierte Fluoreszenzmethoden (LIF) auf Grund gesundheitsbedenklicher Tracergase bzw. toxischer Partikel nicht eingesetzt werden können.

Computational temperature field analysis based on Particle Image Velocimetry (PIV) measurement of natural buoyant thermal plume.
The article presents a calculation method for determining fluid flow temperature field data and convective heat transfer coefficients using a laser optical measurement procedure. Basis for solving the energy transport (heat) equation are velocity fields obtained by stereoscopic Particle Image Velocimetry (PIV) measurements. PIV is a laser optical measurement method for quantitatively capturing velocity fields. Since there is no intrusive sensor necessary it allows for undisturbed flow measurements. Stereoscopic PIV measures generate grid data with pixel-wise information of all three components of velocity vectors within a single two-dimensional image layer of the flow. The temperature distribution at the domain boundaries is determined punctually (by temperature diodes) and surface-wise by extensive infrared imaging. Energy transport from the boundaries through the interior of the measurement area is calculated in terms of the inlet flow characteristics. The energy equation of the Navier-Stokes equations defines the fundamentals for the energy transport within the fluid. Its solution using a numerical model results in the temperature distribution of the measurement area. The method is demonstrated for obtaining convective heat transfer coefficients in the case of the thermal plume of a heated manikin. The procedure is promising since it is possible to get high resolution temperature field data of indoor air flows, as related laser induced fluorescence methods (LIF) are not appropriate indoors as in this case harmful tracers and toxic particles must be used.

Der Beitrag gibt eine Übersicht über den gegenwärtigen Stand der Entwicklungen eines “Computational Steering” Werkzeuges zur interaktiven Simulation und Bewertung des thermischen Komforts in Innenräumen. Das System besteht aus einem parallelen CFD Rechenkern, einem schnellen 3D Gittergenerator und einer integrierten VR-basierten Visualisierungskomponente. Das numerische Verfahren basiert auf einem hybriden thermischen Gitter-Boltzmann-Verfahren mit Erweiterungen zur Simulation turbulenter konvektiver Raumluftströmungen. Die Nutzung von Techniken des wissenschaftlichen Höchstleistungsrechnens ermöglicht dabei interaktive Veränderungen am geometrischen Modell und an den Randbedingungen zur Laufzeit bei gleichzeitiger Neuberechnung und Darstellung von Ergebnissen. Das Modell wird gegenwärtig um ein Strahlenmodell und ein lokales thermisches Komfortmodell erweitert, das gemeinsam mit Projektpartnern entwickelt wird. Die Anwendung wird anhand der Strömungssimulation des Großraumabteils eines Zuges demonstriert.

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Although the use of insulated concrete sandwich panels results in more energy-efficient buildings, the presence of this insulation layer can induce thermal cracks. As cracks form a preferential path for aggressive agents to enter and degrade the concrete matrix, and as they are not wanted in this application from an aesthetical point of view, they need to be treated. The aim of this study was to seal the cracks in concrete sandwich panels invisibly in an autonomous way. Therefore, the efficiency of various encapsulated healing agents was compared by inducing thermal cracks in concrete sandwich panels, thus causing capsule breakage and the release of the agents into the cracks. It was shown that encapsulation of both polyurethane and a water-repellent agent can result in a reduction in the water uptake by cracks. However, only when a water-repellent agent was released cracks were healed in an almost invisible way. This study has shown that the self-healing approach involving encapsulated polymer-based healing agents can also be applied to concrete sandwich panels, although more research will be needed to meet the specific healing requirements of this application.

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Mit dem Ziel, die Unterhaltungskosten beim Eisenbahnschotterbett zu verringern wurde ein dauernd federndes System aus Säcken und Befestigungsbändern - beides aus Hochmodulpolyestergarn - entwickelt. Es hat sich ergeben, daß sich die Bänder auch in anderen Anwendungsgebieten anbieten wo Dauerzugkräfte in Erdkonstruktionen auftreten.

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Über den Korrosionsangriff auf Bauteile aus Stahl im Wasserbau und die verschiedenen Möglichkeiten des Korrosionsschutzes durch Beschichtungen, Metallüberzüge und kathodischem Schutz.

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