Eine verheerende Flut im Ahrtal im Juli 2021 forderte 134 Todesopfer und verursachte massive Schäden an der Infrastruktur, auch an den Brücken. Die Flutwelle wurde durch eine Kombination von Faktoren verursacht, darunter starke Niederschläge, ein großes Einzugsgebiet, gesättigte Böden, enge Täler und Schieferhänge. Die zahlreichen Brückenbauwerke wirkten teilweise als vorübergehender Damm, der schließlich unter der Belastung des Wassers und Geschiebes versagte und weggerissen wurde, wodurch sich der ohnehin schon flutartige Abfluss der Ahr zu einer Flutwelle kumulierte. Rund 60 Brückenbauwerke wurden zerstört - allein in der Stadt Bad Neuenahr-Ahrweiler waren es 23 von 25 Brücken. Als schnelle, hilfreiche Lösung für die betroffenen Bürger wurden zwischenzeitlich einige Behelfsbrücken errichtet, um die Planungs- und Bauzeit für neue dauerhafte Bauwerke zu überbrücken. In diesem Beitrag wird über diese Behelfsbrücken und deren Konstruktion berichtet.

The temporary bridges over the Ahr
A devastating flood in the Ahr valley in July 2021 claimed 134 lives and caused massive damage to the infrastructure, including bridges. The flood wave was caused by a combination of factors, including heavy rainfall, a large catchment area, saturated soils, narrow valleys, and slate slopes. The numerous bridge structures partially acted as a temporary dam, which eventually failed and was washed away under the pressure of water and debris, causing the already flood-like flow of the Ahr river to accumulate into a flood wave. Around 60 bridges were destroyed, and in the town of Bad Neuenahr-Ahrweiler alone, 23 out of 25 bridges were destroyed. In order to quickly provide helpful solutions for the affected citizens, some temporary bridges had to be erected to bridge the planning and construction time for new permanent structures. This article reports on these temporary bridges and their construction.

Zum Sommerflugplan 2026 wird das neue Terminal 3 am Flughafen Frankfurt in Betrieb gehen. 19 Mio. Fluggäste jährlich werden dann von drei Flugsteigen an- und abreisen. Doch wie wird Terminal 3 an die bestehenden Terminals 1 und 2 sowie die Flughafenbahnhöfe angebunden? Die Lösung: die neue Sky Line-Bahn. Sie bringt künftig bis zu 4000 Reisende pro Stunde und Fahrtrichtung in nur 8 min von Terminal 1 zu Terminal 3. Die Fraport AG baut für die Verbindung je eine neue Station an Terminal 1 und Terminal 3 und erweitert die bestehende Station an Terminal 2. Zwischen Terminal 1 und Terminal 3 legen die vollautomatischen Züge eine Strecke von 5,6 km zurück. Im Nordbereich ist der Fahrweg aufgeständert und wird so in die bestehende Infrastruktur integriert. Entlang der Autobahn 5 verläuft der Fahrweg Mitte ebenerdig, da er in der Einflugschneise liegt. Unter einer Straßenverbindung hindurch fährt die Sky Line-Bahn im Südbereich dann auf einer hochgelegten Trasse in die neue Station an Terminal 3 ein. Östlich des Terminals 2 wurde bereits ein neues Werkstattgebäude fertig gebaut, dessen Fahrzeughalle in ca. 16 m Höhe zur Wartung der zwölf Fahrzeuge benötigt wird. Mit der Betriebsleitzentrale ist hier auch das Herz der Steuerung und Überwachung der Anlage untergebracht.

Next stop: Terminal 3 - the new Sky Line people mover at Frankfurt Airport
Frankfurt Airport's new Terminal 3 will begin operating at the start of the 2026 summer flight season. Up to 19 mio. passengers a year will then arrive and depart at its three piers. But how will Terminal 3 be linked to the two existing terminals (1 and 2) and the airport's train stations? The solution: a new Sky Line people mover line. It is designed to carry up to 4000 travelers per hour and direction, taking only 8 min to traverse the distance between Terminals 1 and 3. Fraport AG is building two new stations for it, one each at Terminals 1 and 3, and expanding the existing one at Terminal 2. While traveling between Terminals 1 and 3, the fully automated carriages will cover a total distance of 5.6 km. In the northern section of the route, tall columns hold up the tracks to smoothly integrate them into the existing infrastructure. In the middle section, which crosses the approach path of landing aircraft, the route runs at ground level alongside the A5 motorway to avoid conflicts. At the southern end of its trajectory, finally, the Sky Line rises again to reach the station at Terminal 3. East of Terminal 2, a new maintenance building with space for twelve parked vehicles and the people mover's control center was taking shape at a height of about 16 m.

Der für eine Mobilitätswende erforderliche Ausbau des ÖPNV und primär der Ausbau von U-Bahn-Netzen steht - wenngleich per se potenziell nachhaltig - bei Ressourcenschonung und CO2-Minderung in der Pflicht. Insbesondere unterirdische Verkehrsbauwerke in offener Bauweise zeigen noch erhebliche Minderungspotenziale. Neben Maßnahmen auf Baustoffebene durch Zemente, Bewehrungs- und Baustähle mit reduziertem CO2-Fußabdruck oder Global Warming Potential (GWP) sind dringend auch Maßnahmen auf Ebene der Konstruktion notwendig: durch eine vom konstruktiven Ingenieur betriebene Optimierung von Konstruktion, Bauweise und Bauablauf. Ausgangspunkt der Betrachtung ist eine heute typische U-Bahn-Haltestelle, wie sie in den Metropolen Hamburg, Berlin oder München aktuell geplant und gebaut wird. Die wesentlichen Beiträge zum CO2-Fußabdruck der Haltestelle werden identifiziert und Stellschrauben aufgezeigt. Eine wesentliche Rolle spielen dabei Baubehelfe und Baugrubenverbauten, die häufig nur für kurze Zeit genutzt werden, aber große Beiträge zum GWP liefern. Aus einer systematischen Betrachtung von Verbaukonzepten und -konstruktionen werden Handlungsoptionen für die Planung ressourcenschonender und emissionsärmerer Verkehrsbauwerke in offener Bauweise abgeleitet.

Saving resources and reducing CO2-emissions by optimizing shoring systems for cut-and-cover underground transportation structures
The expansion of public transport systems and primarily the expansion of metro networks plays a vital role in the transition of mobility. However, even public transport systems have to pay their share in saving ressources and reducing CO2-emissions. In particular, cut-and-cover underground transportation structures still show considerable reduction potential. In addition to measures at the building material level through cements, reinforcing steel and structural steel with reduced CO2-footprints or global warming potential (GWP), measures at the design level are also urgently needed: Through engineering-driven optimization of design, construction methods and construction processes. The starting point for the analysis is a typical subway station as currently planned and built in metropolises like Hamburg, Berlin or Munich. The main contributions to the CO2-footprint are identified and the potential for improvement is illustrated. Construction pits and temporary shoring systems make large contributions to the GWP. From a systematic analysis of shoring concepts, design ideas for resource-saving and low-emission cut-and-cover underground structures are derived.

100 Jahre Bautechnik - Bauen für die kommenden Generationen
Das Bauen von heute ist für einen enormen Teil des Ressourcen- und Energieverbrauchs, der CO2-Emissionen und des Abfallaufkommens weltweit verantwortlich. Deshalb benötigen wir einen umfassenden und schnellen Wandel im Selbstverständnis des Bauens, was die Nutzung und Pflege unserer gebauten Umwelt einschließt. Um diesem Bestreben einen Rahmen zu geben, wurden von einer interdisziplinären Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in einem Antrag für ein Großforschungszentrum zehn Werte für das Bauen von morgen formuliert, die im vorliegenden Beitrag vorgestellt werden.

Nachrichten:
Zweiter europäischer Short course “Grouting Fundamentals & Current Practice” in München
Smart Manufacturing Lab der HTWK Leipzig eröffnet
Deutscher Unternehmer führt Europas Ziegler
Bundesbauministerin Geywitz und Bundeslandwirtschaftsminister Özdemir legen Strategie für den Holzbau vor
2. Nachhaltigkeits-Symposium der Bauwirtschaft

Wettbewerbe:
Startschuss zum ersten Gottfried-Böhm-Stipendium

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Zum Titelbild:
Von der Aktualität des Bauhauses kündet auf überzeugende Weise das von Steimle Architekten aus Stuttgart entworfene Besucherzentrum der Bauhaus-Bundesschule Bernau. Die markante Dachumrandung aus Liapor-Leichtbeton legt davon eindrucksvoll Zeugnis ab. Wie schwebend deckt sie das transparente Gebäude und kommentiert damit in neuer architektonischer Sprache die zwischen 1928 - 1930 errichtete Bauhaus-Bundesschule in Bernau, die seit 2017 zum UNESCO-Welterbe zählt. Wie der Baustoff zum Botschafter des Handwerklichen, Authentischen der Bauhaus-Philosophie wurde. (Foto: Brigida González)

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zum Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Das Querkrafttragverhalten von Bauteilen ohne Querkraftbewehrung ist seit über 100 Jahren ein fester Bestandteil der Forschung im Massivbau. In den letzten Jahren sind verschiedene mechanische Querkraftmodelle entwickelt worden, die eine Vielzahl wichtiger Erkenntnisse über die Hintergründe des Querkrafttragverhaltens aufzeigen und in der Lage sind, physikalische Erklärungsansätze für das Querkraftversagen in Bauteilen ohne Schubbewehrung zu liefern. Diese Modelle bedürfen jedoch weiterer experimenteller Validierung. Hierbei spielen neue Messverfahren (z. B. digitale Bildkorrelation oder faseroptische Dehnungsmessung), die tiefere Einblicke in das Tragverhalten schubbeanspruchter Stahlbetonbauteile zulassen, eine entscheidende Rolle. Ausgehend von experimentellen Untersuchungen mit modernen Messverfahren wurde eine Software entwickelt, die eine automatisierte Erfassung der Rissbildung basierend auf der Finite-Elemente-Methode mit detaillierter Auswertung der Kinematik und der im Riss übertragenen Spannungen durchführt. In diesem Beitrag wird ein Überblick über verschiedene Auswertungsmethoden experimenteller Untersuchungen mit modernen Messverfahren gegeben, auf deren Basis eine vertiefte Bewertung neuer Modellansätze erfolgen kann.

New perspectives on the load bearing behavior of RC-structures without shear reinforcement
The shear behavior of structural members has been an integral part of research in concrete structures for more than 100 years. In recent years, various mechanical shear models have been developed that deliver important insights into the background of shear behavior and are able to provide physical explanations for shear failure in RC members without shear reinforcement. However, these models require further experimental validation. New measurement techniques (e.g. digital image correlation or fiber-optic strain measurement) play a decisive role in this context, allowing deeper insights into the load-bearing behavior of reinforced concrete components subjected to shear loads. Based on experimental investigations with modern measurement techniques, software has been developed that performs an automated crack detection based on the finite element method with detailed evaluation of the kinematics and the stresses transferred in the crack. In this paper an overview of different evaluation methods of experimental investigations with modern measurement techniques is given, on the basis of which an in-depth evaluation of new model approaches can be carried out.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Der vorliegende Aufsatz berichtet über experimentelle Untersuchungen zum Querkraftverhalten von Balken mit geringer Querkraftbewehrung unterschiedlicher statischer Systeme und Belastungen. Insgesamt wurden vier Einfeldbalken unter Einzellasten, zehn Kragbalken und drei simulierte Durchlaufbalken unter Gleichstreckenlasten getestet. Der Querkraftbewehrungsgrad wurde zwischen dem 0- (querkraftunbewehrt) und 2,0-Fachen der Mindestquerkraftbewehrung nach EC2 variiert. Die Versuchsergebnisse zeigen einen erheblichen Einfluss des statischen Systems und der Belastungsart auf das Rissbild und die Traglast der untersuchten Balken. Während eine Querkraftbewehrung unterhalb der Mindestquerkraftbewehrung kaum Einfluss auf die Querkrafttragfähigkeit von Einfeldbalken unter Einzellasten hat, führt eine derart geringe Querkraftbewehrung bereits zu einer deutlichen Steigerung der Querkrafttragfähigkeit bei Balken unter Gleichstreckenlast. Im Vergleich zu Balken ohne Querkraftbewehrung bleibt das Rissbild jedoch unverändert, sodass das Versagen weiterhin durch einen einzelnen kritischen Schubriss gekennzeichnet wird. Ein Vergleich mit derzeit gültigen Berechnungs- bzw. Normvorschriften zeigt mögliche Verbesserungspotenziale in den angewendeten Modellen.

Experimental investigation on the effect of static system and load arrangement on the shear resistance of beams with low amounts of shear reinforcement
In this paper, an experimental investigation on the shear behaviour of beams with low amounts of shear reinforcement and different static systems is presented. Four simply supported beams under concentrated loads, ten cantilevers and three simulated continuous beams under uniformly distributed loads were tested. The shear reinforcement ratio was varied between 0 (without shear reinforcement) and 2.0 times the minimum shear reinforcement according to EC2. The test results show a significant influence of the static system and the loading type on the crack pattern and ultimate load of the beams tested. While a reinforcement level below the minimum shear reinforcement has almost no influence on the shear resistance of simply supported beams under concentrated loads, a very low shear reinforcement leads to a significant increase in the shear capacity of beams under uniform distributed loads. The crack pattern, however, remains unchanged compared to beams without shear reinforcement where shear failure is characterized by a single critical shear crack. The test results were also compared with design and standard specifications. The comparisons show possible improvement potentials in the currently applied models.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Als eine sehr effektive Durchstanzbewehrung haben sich seit Jahrzehnten Doppelkopfanker etabliert, da bei diesen für Querkraft- und Durchstanzbeanspruchungen optimierten Bewehrungselementen eine besonders hohe Verankerungsleistung mit einer praktikablen Einbaubarkeit kombiniert werden kann. In diesem Beitrag wird ein Überblick über aktuelle Verwendbarkeits- und Anwendbarkeitsnachweise für Doppelkopfanker in Deutschland gegeben. Danach werden die aktuell geltenden Bemessungs- und Konstruktionsregeln für die Verwendung der Doppelkopfanker als Querkraft- sowie als Durchstanzbewehrung zusammengestellt. Abschließend wird auf die nächste Eurocode-2-Generation 2023+ geblickt, wobei auszugsweise einige wesentliche Neuerungen bei der zukünftigen Einbindung der Doppelkopfanker in die Querkraft- und Durchstanzregelungen vorgestellt werden.

Double-headed studs as shear and punching reinforcement - Current status and outlook
Double-headed studs have been established for decades as a very effective punching shear reinforcement because these reinforcement elements, which are optimized for shear and punching loads, combine a particularly high anchorage performance with a practicable installation on site. In this paper, an overview of current usability and applicability verifications for double-headed studs in Germany is given. Afterwards, the currently valid design and construction rules for the use of double-headed studs as shear reinforcement as well as punching reinforcement are summarized. Finally, the next Eurocode 2 generation 2023+ is looked at, with excerpts presenting some significant innovations in the future integration of double-headed studs into the shear and punching rules.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Zur Bestimmung der Querkrafttragfähigkeit von Stahl- und Spannbetonbauteilen ohne Schubbewehrung wurden zahlreiche Rechenmodelle entwickelt. Dabei gehen manche Ansätze davon aus, dass die einwirkende Querkraft im Wesentlichen über die Rissreibung abgetragen wird. Andere sehen die ungerissene Betondruckzone als maßgebenden Tragmechanismus an. Um diese Frage zu klären, wurden zehn Versuche mit Stahlbetonbalken ohne Bügelbewehrung durchgeführt. Hierbei lag der Schwerpunkt bei der genauen Aufzeichnung der Rissentwicklung sowie bei der Messung von Rissöffnung und -gleitung. Mithilfe konventioneller und moderner Messmethoden, wie der digitalen Bildkorrelation (DIC), wurde das Tragverhalten umfänglich aufgezeichnet und ausgewertet. Des Weiteren erfolgten eine Begutachtung der Rissoberflächen sowie eine Bestimmung der Rissreibungskräfte. Nach den durchgeführten Untersuchungen scheint die Rissreibung nur einen geringen Anteil der Querkraft aufzunehmen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens liefern damit einen Beitrag zu einem besseren Verständnis des Querkraftabtrags in Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung.

Aggregate Interlock in critical shear cracks
Numerous models have been published for estimating the shear capacity of reinforced and prestressed concrete members without transverse reinforcement. Some approaches assume that the shear force is essentially carried by crack friction. Others consider the uncracked concrete compression zone as the governing load-bearing mechanism. To address this question, 10 tests were conducted on reinforced concrete beams without stirrups. The focus of the tests was to record crack development and to measure crack opening and crack sliding. Using conventional and modern measurement methods, such as digital image correlation (DIC), the load-bearing behavior was extensively recorded and evaluated. Furthermore, the crack surfaces were inspected and the shear friction was calculated. According to the conducted investigations, crack friction carries only a small proportion of the total shear force. The results of the research project thus contribute to a better understanding of shear force transfer in reinforced concrete members without shear reinforcement.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Betonstahl in Ringen weist gegenüber konventionellem Bewehrungsstabstahl eine veränderte Rippengeometrie mit breiten Rippen auf, um eine möglichst verschleißarme Weiterverarbeitung mit Biege- und Richtprozessen zu ermöglichen. Die Kombination aus kleinen Rippenabständen und breiten Rippen führt zu einer reduzierten Verbundtragfähigkeit, obwohl die Bewehrungsstäbe eine große bezogene Rippenfläche aufweisen. Anhand einer experimentellen Studie mit Ausziehversuchen wurde der Einfluss der Rippengeometrie auf die Verbundtragfähigkeit von Betonstahl aus Ringen untersucht. An Betonstahl aus Ringen wurde dabei eine viel geringere Verbundtragfähigkeit im Vergleich zu konventionellem Bewehrungsstabstahl ermittelt. Bei der Überprüfung anhand einer Versuchsdatenbank mit Übergreifungs- und Verankerungsversuchen aus der Literatur wurde ein deutlicher Einfluss der Rippenhöhe und des Rippenabstands auf die Verbundtragfähigkeit festgestellt. Große Kopfbreiten der Rippen führten ebenfalls zu einer reduzierten Verbundfestigkeit. Im Gegensatz zu bisherigen Erkenntnissen war die versuchstechnisch ermittelte Verbundtragfähigkeit jedoch weitestgehend unabhängig vom Rechenwert der bezogenen Rippenfläche. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass andere Parameter und Indikatoren den Rechenwert der bezogenen Rippenfläche sinnvoll ergänzen würden, um die Verbundfestigkeit von Betonstahl aus Ringen genauer zu beschreiben.

Influence of rib geometry on the bond strength of reinforcing steel from coils
Reinforcing steel in coils has a modified rib geometry with wide ribs compared to conventional rebars, in order to ensure proper bending and straightening. The combination of small rib spacing and wide ribs result in reduced bond strength even though the rebars have a large relative rib area. To meet this concern, an experimental study with pull-out tests was carried out to investigate the influence of rib geometry on the bond strength of reinforcing steel from coils. In pull-out tests, significantly lower bond strength was obtained with reinforcing steel from coils compared with conventional straight reinforcing bars. By analyzing a test database with lap splice and anchorage tests from literature, a noticeable influence of the rib height and rib spacing on the bond strength was found. In addition, large rib widths resulted in lower bond strength. Contrary to previous findings, the bond strength was mostly independent of the value of relative rib area. The findings of the investigations reveal that other parameters and indicators would complement the value of relative rib area in order to describe the bond strength of reinforcing steel from coils in a more accurate manner.

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Moderne und wirtschaftliche Konstruktionen von Hochhäusern erfordern hochtragfähige Stützen, welche zusätzlich zur sicheren Bemessung auch architektonische, technische und wirtschaftliche Anforderungen erfüllen müssen. Aus einer Sichtung und Einordnung von Stützenkonzepten an ausgeführten Hochhäusern in Deutschland in Massivbauweise über die letzten 30 Jahre kann eine Optimierungsabfolge von “Beton” über “Bewehrung” zur “Fertigung” festgestellt werden. Die Auswirkungen der Optimierungsstrategien werden in einer qualitativen Potenzialanalyse unter den Aspekten “Tragfähigkeit, Robustheit, Bauzeit, Kosten und Nachhaltigkeit” anschaulich dargestellt und zeigen einen deutlichen Trend zu Fertigteilstützen aus hochfestem Beton mit hochfester Bewehrung und hohen Bewehrungsgraden (3H-Stützen). Aus weiter zunehmenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit, aber auch zur Schließung von Regelungslücken bei modernen Hochhausstützen in den Normen ergeben sich aktuelle Fragestellungen. Hierzu werden Forschungsansätze und Lösungsvorschläge vorgestellt.

High-rise building columns in Germany - Potential analysis under consideration of sustainability
Modern and economical constructions of high-rise buildings require columns with high load-bearing capacity, which also meet architectural, technical and economic requirements in addition to the safe design. From a review and classification of column concepts on high-rise buildings in Germany in concrete construction over the last 30 years, an optimization sequence from “concrete” to “reinforcement” to “production” can be determined. The effects of the optimization strategies are presented in a qualitative potential analysis under the aspects “load-bearing capacity, robustness, construction time, costs and sustainability” and show a clear trend towards precast columns with high-strength concrete, high-strength reinforcement and high reinforcement degrees (3H-columns). From further increasing requirements for sustainability, but also for closing deficits in the standards in case of modern high-rise columns, current research issues arise. In this relation, research approaches and proposed solutions are presented.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem Eintritt in den Ruhestand gewidmet
Erste Erkenntnisse zum Tragverhalten von Carbonbetonbauteilen unter einaxialer Druckbeanspruchung liegen bereits vor, für eine Anwendung in der Baupraxis sind jedoch vor allem mehraxiale Spannungszustände von großer Relevanz. Aus dem Stahlbetonbau ist bekannt, dass Querzugspannungen zu einer reduzierten Druckfestigkeit führen, wobei international noch keine Einigkeit über die tatsächliche Höhe der Abminderung besteht. In diesem Beitrag wird untersucht, unter welchen Randbedingungen Carbonbetonscheiben unter kombinierter Druck-Zug-Beanspruchung geprüft werden können. Dazu gehören die versuchstechnisch erforderliche Verankerung der Carbongarne bei begrenzten Platzverhältnissen sowie der Einfluss des Belastungsregimes - proportional oder sequentiell - und des Herstellungsverfahrens - laminiert oder gegossen - auf die Versuchsergebnisse. Abschließend wird ein Ausblick auf nachfolgend geplante Untersuchungen gegeben.

Influence of transverse tensile loads on the compressive strength of carbon reinforced concrete
Initial findings on the load-bearing behaviour of carbon reinforced concrete components under uniaxial compressive stress are available, however multi-axial stress states are of particular relevance for an application in construction practice. It is known from steel reinforced concrete constructions that transverse tensile stresses lead to a reduction in the compressive strength, although there is still no international agreement on the actual reduction. In this paper we investigate the boundary conditions under which carbon reinforced disc shaped specimens can be tested under combined compressive and tensile loading. This includes the anchoring of the carbon yarns required for the tests in limited space conditions as well as the influence of the loading regime - proportional or sequential - and the manufacturing process - laminated or casted - on the test results. Finally, an outlook on the following investigations is given.

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Persönliches:
Zwölf Fragen an Josef Hegger

Nachrichten:
Nachlese zur EUROCODE-Konferenz 2023 im DIBt - Gelungene Vorstellung der “zweiten Generation” der Eurocodes

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Zum Titelbild:
Der Beitrag “Automatisierte Schweißnahtnachbehandlung durch höherfrequentes Hämmern” befasst sich mit der gerätespezifischen Entwicklung einer robotergesteuerten Anwendung der HFH-Nachbehandlung mit dem HiFIT-Gerät sowie einer automatisierten Qualitätskontrolle (Beitrag: Wendler, L. et al., S. 418 ff.). Copyright: 2023 Hochschule München Institut für Material- und Bauforschung, Labor für Stahl und Leichtmetallbau

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Ein Korpus von ca. 90 Präsentationsmodellen im Sammlungsbestand der TU Bergakademie Freiberg bietet Anlass, einige zwischen 1969 und 1990 errichtete, ausgewählte Stahlleichtbautragwerke des vormaligen VEB Metalleichtbaukombinat (MLK) näher zu betrachten. Dabei handelt es sich um hallenartige Bauwerke, welche sowohl innerhalb der DDR errichtet worden waren als auch in den Export gelangten. Es werden die grundlegenden politischen Prämissen, unter denen der Stahlhochbau in der DDR wirtschaften musste, erläutert. Anhand von prägnanten Tragwerken, welche sowohl langlebig als auch als Unikat errichtet wurden, soll deren bewiesene Fähigkeit zur Weiterfunktion unter neuen Grundbedingungen dargestellt werden. Gerade diese Tragwerke eignen sich hervorragend dazu, den Nachhaltigkeitsaspekt im Stahlhochbau auch für Bauten dieser Epoche anzuwenden.

Für eine Schnellladestation am Produktionsstandort eines Sportwagenherstellers sollte eine Überdachung entwickelt werden, die neben der Funktion als Witterungsschutz das Image der Marke transportiert. Die bereits vorhandene technische Infrastruktur, also nicht überbaubare Starkstromtrassen sowie Bewegungs- und Wartungsräume der Ladesäulen, ließen nur wenige und v. a. unregelmäßige Auflagerpunkte und Stützenstellungen zu. Das Ergebnis des Entwurfsprozesses ist ein scheinbar schwebendes Dach, dessen Verkleidung einer Tragfläche nachempfunden ist, welche auf einer einzigen Endlosstütze aufgelagert wurde. Die Endlosstütze Spline, ikonografisch in Analogie einer zunächst einfach erscheinenden, aufgebogenen Büroklammer, gewährleistet durch die räumlichen Stützenstellungen und -neigungen sowohl die Einspannung des auskragenden Dachs als auch die globale Aussteifung. Unter Einsatz eines evolutionären Optimierungsalgorithmus wurde die Geometrie hinsichtlich größtmöglicher Effizienz unter Einhaltung der gegebenen geometrischen Restriktionen entwickelt. Innerhalb des parametrischen Strukturmodells erfolgte neben der Kontrolle und Analyse der statischen Performance auch die geometrische Durchbildung der gefrästen Kreisbögen an den Kopf- und Fußpunkten. Der gesamte Prozess von der Entwicklung und Variantenstudie über die Analyse und Dokumentation bis zur Fertigung fand somit in einer geschlossenen digitalen Prozesskette statt.

Fast-charging station Leipzig - the floating roof on a computer-generated endless support
For a fast-charging station at the production site of a sports car manufacturer, a roof was to be developed that would transport the image of the brand in addition to I function as weather protection. The existing technical infrastructure, i. e., power lines that could not be built over and movement and maintenance spaces for the charging columns, only allowed for a few and, above all, irregular support points and support positions. The design process results in a seemingly floating roof whose cladding is modelled on an aerofoil supported on a single endless column. The infinite support Spline, iconographically analogous to an initially simple appearing bent-up paper clip, ensures both the clamping of the cantilevered roof and the global reinforcement through the spatial support positions and inclinations. The geometry was developed using an evolutionary optimisation algorithm with the most outstanding efficiency while complying with the given geometric restrictions. Within the parametric structural model, in addition to the control and analysis of the static performance, the geometric implementation of the milled circular arcs at the head and foot points was also carried out. The entire process, from the development and variant study to the analysis and documentation to the production, thus took place in a closed digital process chain. Therefore, it was possible to achieve the design goal of contrasting a flat roof and a filigree support structure.