Keine andere Stadt in Deutschland bietet eine solch spannende Hochhauskulisse wie die Bankenmetropole Frankfurt am Main, “analog zu Frankfurts Mainhattan Skyline wird Downtown New York oft als Manhattan bezeichnet“. Dieses treffende Bonmot des Schriftstellers Andreas Neumeister illustriert die städtebauliche, architektonische und baukonstruktive Bedeutung des hessischen Wolkenkratzer-Ensembles. In Ergänzung zu den beinahe ausschließlich von außen erlebbaren etwa 530 Hochhäusern der Stadt, erläutert das Deutsche Architekturmuseum in Frankfurt am Main politische, gesellschaftliche aber auch bauliche Hintergründe und Entwicklungen. Die Ausstellung “Himmelstürmend - Hochhausstadt Frankfurt“ wird dort bis zum 19. April 2015 gezeigt.

Skyward - Buildings and Visions of the Highrise City Frankfurt since 1945.
No other city in Germany offers such an exciting skyscraper backdrop like the banking metropolis of Frankfurt am Main, “analogous to the Frankfurt Mainhattan skyline downtown New York often is referred as Manhattan”. This apt quip of the writer Andreas Neumeister illustrates the urban, the architectural but also the constructional importance of the Hessian skyscraper ensemble. In addition to the view from outside to the about 530 high-rise buildings of the city, the exhibition of the Deutsches Architekturmuseum in Frankfurt am Main explores political and social as well as architectural backgrounds and developments. The exhibition “Skyward - Highrise City Frankfurt” is open till April 19, 2015.

Die Befreiungshalle bei Kelheim nahe Regensburg zählt zu den bedeutendsten politischen Monumentalbauten des 19. Jahrhunderts. Vor 150 Jahren, am 18. Oktober 1863, findet die Einweihung statt. Es ist zugleich der 50. Jahrestag der Völkerschlacht bei Leipzig. Der bayerische König Ludwig I. hatte den Bau 1836 bei seinem favorisierten Architekten Friedrich von Gärtner (1791-1847) in Auftrag gegeben, zum einen, um an den Sieg über Napoleon zu erinnern, aber auch, um einer “größeren deutschen Nation“ ein Denkmal zu errichten, um einen “Pantheon der Teutschen“ zu bauen (Bild 1). Im Archäologischen Museum der Stadt Kelheim präsentiert das Architekturmuseum der TU München bis zum 27. Oktober 2013 alle wichtigen originalen Zeichnungen und Pläne aus der Bauzeit (Bild 2).

The Hall of Liberation near Kelheim - Modern iron architecture over classicist rotunda.
The Befreiungshalle (Hall of Liberation) near Kelheim in Bavaria is one of the most important 19th century monuments. 150 years ago, on 18 October 1863, the inauguration takes place. It is the 50th Anniversary of the Battle of Leipzig. The Bavarian King Ludwig I had ordered the construction in 1836 at his favorite architect Friedrich von Gärtner (1791-1847) in order to commemorate the victory over Napoleon, but also to build a monument towards a “larger German nation”, a “Pantheon of the Germans”. At the Archäologisches Museum Kelheim an exhibition shows all important original sketches, coloured drawings and plans till 27 October 2013.

Vom 15. Juni bis zum 1. September 2013 bietet das Deutsche Architekturmuseum (DAM) in Frankfurt am Main Einblick in die Arbeit des weltweit renommierten Frankfurter Ingenieurbüros Bollinger + Grohmann. Dem Titel der Ausstellung “Bollinger + Grohmann. Hinter den Kulissen” zufolge stehen dabei eher die Prozesse des Erarbeitens, des Entwickelns und des Realisierens von Projekten im Vordergrund - und nicht, wie sonst so oft, das fertige Resultat (Bild 1).
Parallel zur Ausstellung erscheint die Monografie “Bollinger + Grohmann” in der Reihe engineering des Detail-Verlags. Als Band 3 rücken die beiden Ingenieure Klaus Bollinger und Manfred Grohmann mit ihrem Büro also neben die Ingenieurbüros Schlaich Bergermann und Partner (Band 1) sowie Arup (Band 2).

Civil Engineering Culture not only “behind the scenes”
From June 15th to September 1st, 2013, the Deutsches Architekturmuseum (DAM) in Frankfurt presents the work of world-renowned Frankfurt structural engineers Bollinger + Grohmann. The exhibition “Bollinger + Grohmann - Behind the scenes” reveals the processes that ordinarily take place behind building site fences.
Parallel to the exhibition the third volume of the DETAIL engineering series presents the engineering office Bollinger + Grohmann.

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Bei der Bemessung von druckbeanspruchten Bauteilen im Holzbau ist die Zunahme der Beanspruchungen infolge der sich einstellenden Verformungen zu berücksichtigen. Die Zusatzbeanspruchungen aus dem nichtlinearen Anwachsen der Verformungen müssen rechnerisch immer dann berücksichtigt werden, wenn sich die Schnittgrößen infolge des geometrischen nichtlinearen Tragverhaltens (Theorie II. Ordnung) um mehr als 10% vergrößern. Zur Erfassung der Zusatzbeanspruchungen nach Theorie II. Ordnung sieht die DIN 1052 zwei Verfahren vor. Der Nachweis kann mit einer Ermittlung der Schnittgrößen am unverformten System mit einer anschließenden Bemessung nach dem Ersatzstabverfahren erfolgen.
Alternativ zum Nachweis nach dem Ersatzstabverfahren können die Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung ermittelt und anschließend eine Bemessung des Querschnitts für Biegung mit Druck durchgeführt werden.
In diesem Beitrag werden die Unterschiede der beiden alternativen Nachweise aufgezeigt, und es wird eine Vorgehensweise vorgeschlagen, bei der beide Verfahren unter Berücksichtigung des Modifikationsbeiwertes für einfache Fälle gleiche Traglasten ergeben.

Die Ermittlung von Stabilisierungslasten für Aussteifungsverbände erfolgt üblicherweise nach einem vereinfachten Verfahren der Holzbaunorm. Im vorliegenden Aufsatz werden zwei Verfahren für eine genaue Ermittlung der Stabilisierungskräfte vorgestellt. Das eine Verfahren beruht auf der Energiemethode und ist gültig für gabelgelagerte Einfeldträger mit kontinuierlicher seitlicher Stützung. Für Einfeldträger mit Belastung durch konstante Normalkräfte oder Biegemomente können hieraus Gleichungen für die Ermittlung der Seitenlast ermittelt werden. Eine weitere Nachweismöglichkeit ist die Ermittlung der Seitenlasten nach der Biegetorsionstheorie II. Ordnung für den räumlich belasteten und punktuell seitlich gestützten Stab für beliebige Lagerung und Belastung unter Verwendung des Übertragungsverfahrens. Die Ergebnisse beider Verfahren werden anhand von Beispielen verglichen.

Zur Bemessung von nachgiebig zusammengesetzten Querschnitten liegt eine Vielzahl von Arbeiten vor. In der Mehrzahl dieser Arbeiten sind Sonderfälle bezüglich des statischen Systems, der Belastung, der Anzahl der nachgiebig verbundenen Schichten, der Verteilung der Verbindungsmittel sowie der verwendeten Werkstoffe behandelt. Nach einer kurzen Erläuterung der Grundlagen zur Bemessung nachgiebig zusammengesetzter Querschnitte wird eine Bemessungsmöglichkeit vorgestellt, die nicht auf die o.g. Sonderfälle beschränkt ist. Ein Vergleich mit anderen Bemessungsverfahren zeigt die durchgängige Anwendbarkeit der vorgestellten Methode.

Bei Holzkonstruktionen mit größeren Stützweiten werden zumeist Brettschichtholzträger mit Rechteckquerschnitt verwendet. Zur Aufnahme horizontaler Wind- und Stabilisierungslasten werden zwischen den Brettschichtholzträgern horizontal liegende Fachwerkverbände angeordnet. Da die Anschlußebene des Verbandes i.d.R. nicht mit der Schwerachse des Brettschichtholzträgers übereinstimmt, entsteht eine räumliche Tragwirkung des Systems, die zu einer höheren Verformung führt. Durch eine rechnerische Reduzierung der Querschnittsfläche des Brettschichtholzbinders in Abhängigkeit von der Anschlußebene des Verbandes kann das räumliche Tragsystem auf ein ebenes System zurückgeführt werden. Hiermit gelingt eine realitätsnahe Erfassung der auftretenden Verformungen auch für Systeme mit veränderlichen Steifigkeiten.

Es werden zulässige Momente von zusammengesetzten Querschnitten aus Holzprofilen und Stahlprofilen mit U-förmigem Querschnitt angegeben, wie sie z.B. bei Dachkonstruktionen für Pfetten Verwendung finden.

Der Einsatz von verbundlos vorgespannten Segmentträgern mit Trockenfugen ermöglicht kurze Bauzeiten und aufgrund der Demontierbarkeit ein nachhaltiges Bauen. Für eine wirtschaftliche Dimensionierung der Segmente wird ein Öffnen der Fugen im Grenzzustand der Tragfähigkeit zugelassen, so dass sich das Trag- und Verformungsverhalten deutlich von der monolithischen Bauweise unterscheidet. Nach DIN 1045-1 sind bisher Schnittgrößenumlagerungen in Segmenttragwerken mit Trockenfugen nicht zulässig. Experimentelle und numerische Untersuchungen zeigen jedoch, dass unter Beachtung der Lage der Fuge zu einem plastischen Gelenk die Rotationsfähigkeit von Segmenttragwerken für Schnittgrößenumlagerungen ausreichend ist. Es werden der Einfluss der Biege- und Schubschlankheit auf die Rotationsfähigkeit von Segmenttragwerken und ein Vorschlag zur Schnittgrößenermittlung mit Umlagerung vorgestellt.

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Für die raumabschließenden Elemente der neuen Antarktisstation Neumayer III wurden - entsprechend den enormen Anforderungen aus dem antarktischen Klima - vorfabrizierte Sandwichelemente verwendet. Für den Raumabschluss der Labor- und Wohnbereiche kommen Sandwichelemente mit Mineralfaserkern und magnesitgebundenen glasfaserbewehrten Deckschalen zum Einsatz. Diese Technik wurde aus dem Schiffbau übertragen. Für die raumabschließenden Elemente der Außenhülle wurden Sandwichelemente mit Polyurethan-Hartschaumkern und verzinkten, organisch beschichteten Stahldeckschalen verwendet. Für Teil bereiche wurde dabei eine neue Befestigungstechnik entwickelt.

Für die statische Berechnung und Bemessung der Sandwich-Fassadenelemente von Kühlhäusern liegen zwischenzeitlich anerkannte Regeln vor, die Schäden an der Konstruktion infolge früher oft beobachteter Überbeanspruchungen der äußeren Deckschale verhindern. Der Innenausbau von Kühlanlagen wird zur Zeit in der Regel unter Ausschluss der Bauaufsicht durchgeführt. In vielen Fällen wird auf die Anfertigung von statischen Berechnungen und Festigkeitsnachweisen zugunsten langjähriger Erfahrungen der errichtenden Firmen vollständig verzichtet. Das Sicherheitsniveau, welches dann mit derartigen Konstruktionen einhergeht, ist - obwohl man sich offensichtlich oft in Grenzbereichen bewegt - nicht bekannt.
Der Wunsch nach immer größeren Spannweiten und wirtschaftlicheren Konstruktionen nötigt den verantwortlichen Bauleiter oder den Statiker oft zu einem Vorgehen, welches durch das Baurecht nicht abgedeckt ist und macht diesen Bereich zu einem lohnenden Forschungsobjekt. Es ist die Absicht zu zeigen, wie man mit relativ geringem Aufwand auf ingenieurmäßiger Basis zu Lösungen kommen kann - vorausgesetzt, die o. a. Lücken in der Technik werden geschlossen.

Wall and ceiling constructions in cold stores.
Meanwhile, there are accepted rules regarding the structural analysis and dimensioning of sandwich façade elements for cold stores, which prevent damage to the structure resulting from excessive loads of the outer cover sheet such as used to frequently be observed. The interior finishes of cooling systems are currently usually made without the building authorities being involved. Often the companies in charge of construction completely dispense with structural analyses or proofs of rigidity and instead apply their long-standing experience. The safety level of these structures is not known, even though they obviously come near to stability limits.
The demand for ever larger spans and ever more cost-effective structures often pushes the construction supervisor or structural engineer to use an approach which is not covered by building legislation, making this area a rewarding subject for study. Our aim is to demonstrate how solutions can be achieved with a limited effort using a sound engineering basis, provided the identified technology gaps can be closed.

Instandsetzung, Reparatur, Modernisierung, Aus- und Umbauten sowie Rekonstruktion der vorhandenen Bausubstanz profaner Bauwerke und denkmalgeschützter Bauten gewinnen immer mehr an Bedeutung. Bei diesen baulichen Maßnahmen sind oftmals tragende Bauteile auszuwechseln, zu verstärken, zu unterfangen oder abzubrechen. Sie erfordern Abstützungen, Abfangungen und Sicherungen einzelner Bauteile oder ganzer Bauwerke, um Gefahren für die Arbeitenden und/oder für die Standsicherheit der Bauwerke abzuwenden.

Darstellung vereinheitlichter Konstruktionsprinzipien bei der Errichtung einer Reihe von Talbrücken der DB-Neubaustrecken.

Es werden die wesentlichen Schritte beim Entwurf der 1000 m langen und 100 m hohen Rombachtalbrücke auf der Neubaustrecke Hannover-Würzburg bis hin zur Vergabe beschrieben. Die Möglichkeiten und Schwierigkeiten der Horizontalkraft-Ableitung in Brückenlängs- und Querrichtung bei unterschiedlichen Brückensystemen werden aufgezeigt. Die Entwicklung der neuen Bauelemente "Längskraftkopplung" und "A-Bock" wird beschrieben.

Das Raumfachwerkdach des San Jordi-Hallenstadions ist, um die Montage zu vereinfachen, in Bodennähe erstellt und nach einem "Pantadome-Systeme" genannten Verfahren im November 1988 durch Hochstoßen mittels 12 Hilfstürmen aus Stahl in seine endgültige, kuppelähnliche Form gebracht worden. Die 12 Türme wurden durch elektronisch überwachte und zentral gesteuerte hydraulische Litzenhebegeräte unter Einhaltung sehr enger Höhentoleranzen gehoben. Nach Fertigstellen der Dachkonstruktion trägt sich diese in Art einer Kuppel selber; die Hubtürme werden dann ausgebaut.

Der Werterhalt von Immobilien wird zunehmend durch die Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten in der Planung sichergestellt. Dadurch ist bereits in der Phase der Projektentwicklung die lebenszyklusbezogene Betrachtung der künftigen Ertragssituation einer Immobilie erforderlich. Durch Gegenüberstellung der Erlöse zu den Lebenszykluskosten lässt sich die von den Autoren so bezeichnete Lebenszyklusrendite (LZR) als prognostischer Parameter zur Beurteilung der Rentabilität einer Investition ermitteln. In diesem Beitrag werden zur Ermittlung der LZR die zu einem frühen Zeitpunkt vorhandenen Projektinformationen in ein digitales Bauwerksmodell eingebunden. Durch Building Information Modeling (BIM) kann in einer frühen Projektphase die Unschärfe der Kostenermittlung durch Verknüpfung des digitalen Planungsstands mit relevanten Gebäudeinformationen verringert werden. Auf Basis eines digitalen Bauwerksmodells gelingt so eine nachvollziehbare und auf Planungsvarianten anpassbare Ermittlung der LZR. Die Aufgliederung aller für den Lebenszyklus relevanten Erlöse bzw. Einnahmen und Kosten bzw. Ausgaben ist dazu erforderlich. Änderungen und Ergänzungen am Bauwerksmodell erfordern eine laufende und durch das digitale Modell rasch mögliche Anpassung der Berechnungen an den jeweiligen Planungsstand. Eine laufende Kontrolle der zu Projektbeginn definierten Ausgangsparameter ist dadurch möglich.

Prognostic determination of life cycle rate of return with BIM
The value retention of real estate is increasingly ensured by the inclusion of sustainability aspects in the planning. As a result, life-cycle considerations of the future earnings situation of a property are already necessary in the project development phase. By comparing the revenues to the life cycle costs, the life cycle return (LCR), as it is called by the authors, can be determined as a prognostic parameter for assessing the profitability of an investment. In this paper, the project information available at an early stage is integrated into a digital building model to determine the LZR. Building Information Modeling (BIM) can reduce the uncertainty of the cost calculation in an early project phase by linking the digital planning status with relevant building information. Based on a digital building model, it is thus possible to determine the LZR in a way that is comprehensible and adaptable to planning variants. The breakdown of all revenues and costs relevant for the life cycle is necessary for this. Changes and additions to the building model require a continuous and rapid adjustment of the calculations to the respective planning status. This makes it possible to continuously check the initial parameters defined at the beginning of the project.

This report deals with tunnelling over and under existing tunnels with unreinforced concrete linings and tunnelling under an existing tunnel only supported with shotcrete. The uppermost task was to avoid damage to the existing tunnel and this could be fulfilled through carefully staged advance steps, technically correct construction by the contractor and a dense observation network. The experience tunnelling over an existing tunnel supported only with shotcrete shows that despite slight deformation, cracks and spalling occurred to the shotcrete support layer of the tunnel beneath. This damage did impair the serviceability of the support layer although the structural safety of the tunnel was never in danger. The impairment of the serviceability was temporary and could be remedied by installing overhead protection. In the long term, repair measures were necessary to the support layer in zones with poor geological conditions.
Dieser Bericht behandelt die Erfahrungen bei der Über- bzw. Unterfahrung von Bestandsbauwerken mit unbewehrter Betoninnenschale sowie bei Überfahrungen eines nur mit Spritzbeton ausgekleideten Tunnelbauwerks. Schäden am bestehenden Tunnelbauwerk zu vermeiden, war eine herausfordernde Aufgabenstellung, die durch behutsame Vortriebsschritte, eine fach- und sachgerechte Ausführung des Auftragnehmers und ein dichtes Beobachtungsnetz erfüllt werden konnte. Die Erfahrungen beim Überfahren bestehender, mit Spritzbeton ausgekleideter Stollen zeigen, dass trotz sehr geringer Verschiebungen Risse und Abplatzungen an der Spritzbetonschale des darunterliegenden Bauwerks auftreten. Diese Schäden beeinträchtigen zwar die Gebrauchstauglichkeit der Außenschale - die Tragsicherheit der Bauwerke war jedoch nie gefährdet. Die Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit wurde temporär durch das Aufbringen eines Überkopfschutzes behoben. Langfristig waren in schlechten Gebirgsbereichen Sanierungsmaßnahmen der Außenschale notwendig.

This paper investigates the degradation of the mechanical properties of concretes made with three types of aggregate affected by alkali-silica reaction (ASR). Three standard testing methods - ASTM C289, JASS 5N T-603 and ASTM C1260 - were used to identify the reactivity of ASR of the three aggregates selected. The test results show that all three aggregates are potentially deleterious. A new acceleration method based on JASS 5N T-603 and ASTM C1260 was proposed for concrete specimens. In the acceleration method, cylindrical concrete specimens were used, additional alkali material was added to the concrete mixture and the specimens were stored under conditions similar to ASTM C1260. The preconditioned concrete specimens were then used for evaluating the mechanical properties of the ASR-affected concrete in terms of strength and stiffness. The test results show that special attention must be paid to the effects of two opposing mechanisms on the strength and stiffness of concrete: hydration reactions and ASR. Hydration reactions enhance the mechanical properties, whereas ASR does the opposite. The changes in length of concrete specimens were also measured, which showed that the basic trends for change in length and mechanical properties may be different. It is better to examine the effect of ASR on both change in length and mechanical properties. The size and reactivity of the aggregate are very important factors for the mechanical properties of ASR-affected concretes. Within the two-month testing period, the reactive fine aggregate might cause ASR expansion and the reactive coarse aggregates might not.

Faserverstärkte Verbundwerkstoffe sind charakterisiert durch ein Spannungs-Dehnungs-Verhalten, das Verfestigung und Mikrobildung an den Tag legt. Das Verhalten ist von Variablen abhängig, die Faser- und Matrixkenngrößen sowie die Haftung zwischen Faser und Matrix einschließen. Der Beitrag zeigt, daß eine verbesserte Haftung zwischen Faser und Matrix neue Entwicklungspotentiale für faserverstärkte Verbundwerkstoffe eröffnet. Die verbesserte, "schlupfverfestigende" Haftung wird definiert und die Mechanismen, die zu einem derartigen Verhalten führen, diskutiert. Es werden neu entwickelte Stahlfasern, sogenannte Torexfasern, die ein verbessertes Haftverhalten zeigen, vorgestellt.

Organisch bandbeschichtete Stahlfeinbleche sind Halbzeuge mit einer fertigen Oberfläche, aus denen Bauteile mit einem hohen Gebrauchswert hergestellt werden. Aufgrund ihres optimierten Werkstoffaufbaus werden sowohl funktionale und als auch dekorative Aspekte realisiert. Die Flacherzeugnisse besitzen durch ihren mehrschichtigen Aufbau einen hohen Korrosionswiderstand, der die wichtige funktionale Basis für dünnwandige Bauelemente schafft. Die jeweiligen Schichten besitzen aktive und passive Eigenschaften für den Korrosionsschutz - der kathodische Schutz ist hierbei der Wichtigere. Konstruktive Maßnahmen verstärken den Schutz gegen die negativen Einflüsse des Wetters.
Infolge der DIN 55928-8 wurde ein hohes Qualitätsniveau des Korrosionsschutzes u.a. durch die Festlegung von Eigenschaftsanforderungen sowie durch Eigen- und Fremdüberwachungen gesichert. Dieser Tradition folgt auch die Nachfolgenorm DIN 55634, deren Entwurf im Frühjahr 2008 veröffentlicht wird.
Durch die beständige und flexible organische Beschichtung des Flacherzeugnisses werden auch dekorative Aspekte, wie z. B. Formgebung sowie Farbe und Glanz, verwirklicht. Durch eine differenzierte Farbgestaltung erhalten riesige Baukörper von Industrieanlagen über ihre Fassade ein freundliches und lebendiges Aussehen. Leichtbauelemente aus organisch bandbeschichtetem Feinblech ermöglichen Unternehmen, Öffentlichkeitsarbeit für nachhaltiges Bauen zu betreiben.

Der Beitrag befasst sich mit dem Eigenschwingungsverhalten von Rotationsschalen im nicht-zentralsymmetrischen Spannungszustand, unter Berücksichtigung der Einflüsse der transversalen Schubverformung und der Rotationsträgheit. Zur numerischen Lösung wird das Differenzenverfahren herangezogen.

Im Rahmen eines innerhalb des Länderfinanzierungsprogramms “Wasser, Boden, Abfall” geförderten Forschungsvorhabens wurde das Durchflussverhalten von landwirtschaftlichen Flüssigkeiten in Trennrissen untersucht, um belastbare Aussagen zu erhalten, ob und in welchem Umfang Selbstdichtungsprozesse nachgewiesen und welche Rissweiten für diese Flüssigkeiten rechnerisch in Ansatz gebracht werden können.

Self-healing behaviour of separating cracks in reinforced concrete structures under the influence of agricultural liquids
In the context of a Federal States program “Water, Soil, Waste” financially supported research project, the percolation behaviour of agricultural liquids in cracks was investigated in order to derive conclusive statements how and to which extent self-healing processes can be proven for the aforementioned fluids and which crack widths are calculatory set.

Zur Ermittlung der Kühllast nach VDI 2078 oder zur Beurteilung des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 werden die Gesamtenergien, welche durch die einzelnen Glasflächen in einen Raum eindringen, aufsummiert. Dabei wird nicht berücksichtigt, daß ein Teil der kurzwelligen Strahlung den Raum durch andere transparente Flächen wieder verläßt. Die insgesamt thermisch wirksam werdende Strahlung im Raum wird durch diese Vernachlässigung überbewertet und führt zu überdimensionierten Kühlanlagen. Im folgenden Beitrag soll beispielhaft eine Quantifizierung der tatsächlich entstehenden Kühllast durch Sonneneinstrahlung erfolgen.