Es werden Tragwerksmodelle für Balken und Scheiben entwickelt und deren grundsätzliche Wirkungsweise wird erläutert. Für eine Stahlbetondecke aus der Jahrhundertwende wird ein Tragwerksmodell vorgestellt. Die rechnerische Traglast der Decke stimmt mit den im Versuch bestimmten Werten gut überein.

Das im Jahr 1909 errichtete Kreuzungsbauwerk 1.0113.0 der DB AG in Karlsruhe-Beiertheim mit 125 m Breite und über 13 m Stützweite mußte erneuert werden. Da die Widerlager in erhaltenswertem Zustand waren, wurden nur die Auflager und das Tragwerk ersetzt. Gleichzeitig wurde die lichte Höhe der Unterführung den neuen gültigen Lichtraumprofilen angepaßt. Die Bauarbeiten waren unter Aufrechterhaltung des Eisenbahnverkehrs auf 16 schiefwinklig überführten und zwei unterführten Gleisen durchzuführen. Die baubetrieblich schwierige Aufgabenstellung wurde durch ein neueres Bauverfahren mit seitlicher Vorfertigung der Überbauten und anschließendem Verschub über die Gleise und Austausch von oben gelöst. Um den notwendigen Lichtraum im Oberleitungsbereich zu gewinnen, wurden für das Tragwerk die bei der DB bislang bewährten sehr schlanken "Walzträger-in-Beton" (WIB) gewählt. Die Tragwerke wurden in zehn Abschnitten mit verhältnismäßig kurzen Sperrpausen an Wochenenden erneuert.

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Der Rückbau von Talbrücken in beengten Tälern oder in unmittelbarer Nähe zu unter Verkehr stehenden Überbauten erfordert neue Konzepte für den ingenieurmäßigen Rückbau. Analog zum Neubau müssen die Rückbauzustände ingenieurmäßig untersucht und die Standsicherheit nachgewiesen werden. Für Bauingenieure ergeben sich hier neue Herausforderungen, die innovative Lösungsansätze und kombinierte Nachweise aus rechnerischen und experimentellen Untersuchungen verlangen.

Structural engineering in dismantling of concrete bridges
The deconstruction of viaducts in constricted valleys or in immediate vicinity of superstructures under traffic requires new engineer concept for the dismantling. Analog to new bridges the structural stability has to be proven for all states of deconstruction. This results in new challenges for civil engineers with innovative approaches and combined proofs with numerical and experimental investigations.

Die Verwendung von Vorspannung mit nachträglichem Verbund im Hochbau ist in Deutschland unüblich. Diese Bauweise kann aber eine ingenieurtechnisch sehr anspruchsvolle Geometrie und hohe Flexibilität ermöglichen. Bei dem neuen Audi T3 Design Center Ingolstadt konnten die Bauherrnwünsche, wie Stützenfreiheit in Kombination mit geringen Bauhöhen, durch vorgespannte Konstruktionen erfüllt werden. In den Modellstudios wurden Spannweiten bis zu 27 m mit einer schlanken Deckenkonstruktion erreicht. Weiter hat die Vorspannung andere Vorteile gezeigt, nicht nur im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit, sondern auch beispielsweise beim Durchstanzen. In dieser Veröffentlichung werden die Planung und die Ausführung dieses hochkomplexen Bauvorhabens erläutert.

Structural Design of the Audi T3 Design Center in Ingolstadt
The use of bonded post-tensioning in building design is not very common in Germany. However, the use of post-tensioning can give the designer the sought-after flexibility and make the design of a challenging geometry possible. Bonded post-tensioning was used in the Audi T3 Design Center to meet the client expectations of a minimal amount of columns in combination with a slender construction and span widths of up to 27 m in the design studios. In addition, the use of post-tensioning proved beneficially, not only in the serviceability limit state, but also for example in punching shear design. This article describes the design and construction of this complex construction.

Planung und Bau chemischer Anlagen werden stark durch betriebliche, anlagenspezifische und rechtliche Randbedingungen beeinflußt. Der Fokus auf strikte Wirtschaftlichkeit und die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Verfahrensingenieuren, Aufstellungs-, Prozeß- und Rohrleitungsplanern sowie einer Vielzahl weiterer Gewerke bilden den Rahmen für die Bauplanung. Im folgenden Beitrag wird auf einige aus dieser Zusammenarbeit entstehende Tragwerkskonzepte, Konstruktionsprinzipien und Konstruktionsmethoden eingegangen.

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Mit OBERBAUM City entsteht derzeit in Berlin-Friedrichshain ein attraktiver Standort für Dienstleistungen, Handel und Gewerbe auf dem Gelände der ehemaligen DDR-Glühlampenfabrik NARVA (bis 1948 OSRAM). Oberstes Gebot bei Revitalisierung und Umbau des um 1906 erbauten Gebäudes 4 war die vollständige Erhaltung der denkmalgeschützen Fassade. Dieser Beitrag beschreibt die komplexen Bauabläufe und Zwangspunkte der Konstruktion, die sich aus den Auflagen des Denkmalschutzes zur Fassadensicherung einerseits und den Anforderungen des Bauherrn hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit andererseits ergeben.

Der in der zweiten Hälfte der 1960er Jahre errichtete “Palast der Kultur” war mit seinen Räumen für künstlerische Betätigung sowie seinem großen Veranstaltungssaal in der Baugeschichte der Stadt Dresden und der ehemaligen DDR ein herausragendes und einzigartiges Gebäude. Nachdem vor allem brandschutztechnische Mängel einen Weiterbetrieb in der bisherigen Form nicht mehr zuließen, hat sich die Stadt Dresden nach mehreren Studien dazu entschlossen, den Kulturpalast einer neuen multifunktionalen Nutzung zuzuführen. Das für diese herausfordernde Baumaßnahme mit der Tragwerksplanung beauftragte Ingenieurbüro ProfessorPfeiferundPartner untersuchte zuerst das vor rund 50 Jahren errichtete mehrgeschossige Bestandsgebäude umfassend auf Standsicherheit und Durchführbarkeit der geplanten, trotz Denkmalschutz durchaus erheblichen Eingriffe in die Bestandsstruktur zum Zwecke von Umgestaltungen und Nutzungsänderungen. Die weiteren Aufgaben umfassten neben der “behutsamen” Ertüchtigung verbleibender Geschossdecken die Einfügung eines neuen, modernen Konzertsaals für höchste akustische Ansprüche, was umfangreiche Abbruchmaßnahmen, schwierige Bauzustände und die Einfügung komplett neuer, weit gespannter Tragwerksteile mit sich brachte.

Structural design and building of listed buildings as in the example of the redesign of the Kulturpalast (cultural center) in Dresden
Erected in the second half of the 1960s, the “Kulturpalast” with its cultural activities and large convention hall, was an outstanding and unique building set in the history of Dresden and the former GDR. Since deficiencies in fire safety made a continuation of the original usage impossible the city of Dresden, after carrying out feasibility studies, decided to convert its use to cover multifunctional events. For this most challenging building activity the job of structural planning was contracted to ProfessorPfeiferandPartner who, at first, inspected the 50-year-old multi-storey building extensively for stability and feasibility of the planned considerable changes to the existing structure, that, despite being listed were necessary for the redesign and change of use. The condition of the building was difficult and besides the careful strengthening of the remaining floors other assignments included adding a new, modern concert hall with high acoustic requirements entailing extensive demolition work and the construction of completely new wide-spanning structural components.

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Im vorliegenden Beitrag wird über besondere Fragestellungen und Lösungen bei der Tragwerksplanung und der Rohbauausführung des neuen Henninger Turm in Frankfurt berichtet. Bei dem 140 m hohen Henninger Turm handelt es sich um ein schwingungsanfälliges Bauwerk, welches besondere Anforderungen an die Planung der aussteifenden Bauteile, die Gründung und die Modellierung des Tragwerks stellt. Zunächst wird dargestellt, wie der anspruchsvolle Entwurf der Architekten (MSW - Meixner Schlüter Wendt) bei einer maximalen Raumausnutzung möglichst wirtschaftlich tragwerksplanerisch umgesetzt und die Kombination der unterschiedlichen Gebäudearten von Turm und Sockel fugenlos realisiert wurde. Weiterhin werden besondere Lösungen bei der Bauausführung aufgezeigt, mit denen es gelang, den Rohbau des gesamten Henninger Turm in etwas mehr als 1 ½ Jahren fertig zu stellen.

Structural design and construction of the new Henninger Turm
The following paper covers special issues and solutions on the structural design and construction of the new Henninger Turm in Frankfurt. The 140 m tall high-rise building susceptible to structure oscillations demanded special efforts in the design of the bracing structural elements, the foundation and the structural modelling. The first part of the paper focuses on how the ambitious architetural design by MSW - Meixner Schlüter Wendt was adopted in a maximum space and cost-efficient structural design in which the contrary building types, high-rise building and base structure, were combined jointless. The second part shows special construction solutions due to which the complete shell construction could be completed in somewhat more than 1 ½ years.

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Bestimmte Konstruktionen und außergewöhnliche Beanspruchungen machen es mitunter auch bei der praktischen Tragwerksplanung erforderlich, realitätsnahe Simulationen durchzuführen, um z. B. die Entscheidungsfindung rechnerisch abzusichern sowie Detaillösungen zu beurteilen. Versuche sind auf einfache Modelltragwerke beschränkt. Eine Bewertung realer Tragwerke kann nur auf der Basis numerischer Simulationsverfahren erfolgen. Voraussetzung für solche dreidimensionalen Tragwerksanalysen unter dem Aspekt der Gebrauchs- und Grenztragfähigkeit sind geeignete Modelle zur Berücksichtigung der vielfältigen physikalisch nichtlinearen Einflüsse. Universelle FE-Programme bieten hierfür die grundsätzliche Möglichkeit, eigene Materialmodelle in Abhängigkeit von der Zielstellung einzusetzen. Bei Verbundtragwerken ergibt sich zusätzlich das Problem der nachgiebigen Fuge, deren Einfluss auf das Gesamttragverhalten bedeutsam ist. Der Beitrag gliedert sich in 2 Teile: Teil 1 zeigt einen vorteilhaften Weg der Modellbildung auf. In Teil 2 werden spezifische Ansätze für die dreidimensionale Modellierung der Verbundfuge abgeleitet. Zudem folgt für eine generierte Verbundrahmenkonstruktion die Beschreibung von Detailuntersuchungen im Eckbereich. Es werden Empfehlungen für die Konstruktion gegeben.

Bestimmte Konstruktionen und außergewöhnliche Beanspruchungen machen es mitunter auch bei der praktischen Tragwerksplanung erforderlich, realitätsnahe Simulationen durchzuführen, um z. B. die Entscheidungsfindung rechnerisch abzusichern sowie Detaillösungen zu beurteilen. Versuche sind auf einfache Modelltragwerke beschränkt. Eine Bewertung realer Tragwerke kann nur auf der Basis numerischer Simulationsverfahren erfolgen. Voraussetzung für solche dreidimensionalen Tragwerksanalysen unter dem Aspekt der Gebrauchs- und Grenztragfähigkeit sind geeignete Modelle zur Berücksichtigung der vielfältigen physikalisch nichtlinearen Einflüsse. Universelle FE-Programme bieten hierfür die grundsätzliche Möglichkeit, eigene Materialmodelle in Abhängigkeit von der Zielstellung einzusetzen. Bei Verbundtragwerken ergibt sich zusätzlich das Problem der nachgiebigen Fuge, deren Einfluss auf das Gesamttragverhalten bedeutsam ist. Der Beitrag gliedert sich in 2 Teile: Teil 1 zeigte einen vorteilhaften Weg der Modellbildung auf. Im hier vorliegenden Teil 2 werden spezifische Ansätze für die dreidimensionale Modellierung der Verbundfuge abgeleitet. Zudem folgt für eine generierte Verbundrahmenkonstruktion die Beschreibung von Detailuntersuchungen im Eckbereich. Es werden Empfehlungen für die Konstruktion gegeben.

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Bei Tragwerken mit Stoß- und Erdbebeneinwirkungen besteht zwischen Tragwiderstand und Duktilität eine enge Wechselbeziehung: Je kleiner der Tragwiderstand ist, desto größer muß die Duktilität sein, und umgekehrt. Von großer Bedeutung ist die klare Unterscheidung zwischen globaler und lokaler Duktilität. Die Einführung von Duktilitätsklassen erlaubt vor allem die Standardisierung der praktischen Bemessung und der konstruktiven Durchbildung. Leider erfüllt ein erheblicher Teil der heutigen europäischen Bewehrungsstähle die Anforderung für wesentliche plastische Verformungen der Tragwerke nicht.

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Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit erwärmen sich Betonbauteile unter Temperatureinwirkung langsam und nur ein geringer oberflächennaher Bereich des Betonquerschnittes ist von der Temperatureinwirkung (Festigkeits- und Steifigkeitsverlust) betroffen. Aus diesen Gründen weisen Betonkonstruktionen oftmals ein günstiges Tragverhalten im Brandfall auf. Während der Abkühlungsphase kühlen sich die heißen oberflächennahen Bereiche des Betonquerschnittes ab, der innere Teil des Betonbauteils erwärmt sich hingegen weiter. Zudem ist zu beachten, daß während der Abkühlungsphase und in den ersten Tagen nach dem Brand die Betonstruktur infolge Rißbildung und der Wiederbildung von Calciumhydroxiden noch weiter geschädigt werden kann und diese Phänomene zu einer weiteren markanten Reduktion der Betonfestigkeit führen können. Der vorliegende Artikel analysiert die grundsätzliche Frage, ob es nach dem Abkühlen zu einem Traglastverlust von Betonkonstruktionen kommen kann. Die durchgeführten rechnerischen Untersuchungen haben gezeigt, daß das Bauteil nach der Abkühlung eine geringere Tragfähigkeit aufweisen kann als im Heißzustand. Die Bemessung des Bauteils nach einem äquivalenten ISO-Normbrand ohne Beachtung der Abkühlphase kann somit auf der unsicheren Seite liegen. Aus diesem Grund wird empfohlen, daß der Nachweis der Tragfähigkeit von Betonkonstruktionen nicht nur während des Brandes, sondern auch für einen Zeitpunkt mehrere Tage nach dem Brand durchgeführt werden sollte. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Über Klemmkonstruktionen zur Verbindung von Rohren und Seilen, wie sie meist im Gerüstbau und für andere fliegende Bauten Verwendung finden.

Neuartige Konzepte zur ökologisch und ökonomisch sinnvollen Ausrüstung von Büroimmobilien und vergleichbaren Gebäuden verlangen nach schlüssiger Integration gebäudetechnischer Anlagen in die Tragkonstruktion. In diesem Beitrag wird über experimentelle Untersuchungen an verformungsarmen Stahlverbund-Sandwichelementdecken mit Spannweiten von bis zu 16 m und Breiten bis zu 3 m berichtet, bei denen bereits bei der Herstellung Haustechnikkomponenten (Elektro, Lüftung, Heizung, Klima usw.) integriert werden.
Die Deckenelemente bestehen aus zwei Platten von je 10 cm Dicke mit einem dazwischenliegenden Hohlraum von 20 cm Höhe. Die Verbindung von oberer und unterer Platte erfolgt mit Stahlblechen sowie bewehrten Betonstegen. Die Bauelemente weisen einen vorgespannten Verbundquerschnitt auf. Die Vorspannung erfolgt ohne Verbund. An den Stegöffnungen werden lokal große Kräfte zwischen den Stahl- und den Betonquerschnitten übertragen. Hier wurde eine alternative Lösung zu der recht aufwendigen Ausführung mit liegenden Kopfbolzendübeln untersucht: puzzleförmige Betondübel an den Rändern des Stahlstegs mit und ohne wendelförmiger Umschnürung. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf der Tragfähigkeit der Bauelemente in der Nähe von Stegöffnungen. In diesem Beitrag werden die Systementwicklung dargestellt und experimentelle Untersuchungen der Beton-Sandwich-Elementdecke beschrieben.

Transferring of loads by concrete dowels in sandwich composite floors with large web openings. Modern conceptions of economically and ecologically sensible HVACR installations in residential and public buildings require their integration in the structure. The paper presents experimental investigation on precast sandwich composite steelconcrete floor with spans of up to 16 m and width up to 3 m, in which the HVACR installations (heating, ventilation, air conditioning, electricity etc.) are integrated already at a concrete plant.
The floor consists of two 10 cm thick concrete slabs on both top and bottom sides with 20 cm high blank space between them. Both slabs are connected with vertical steel plates as well as reinforced concrete webs. The floors are post-tensioned prestressed. There are high local forces being transferred between the concrete slabs and the steel web. A standard solution for joining the both structural elements is the application of horizontal headed studs. An alternative solution was investigated: puzzle-formed concrete dowels at both edges of the steel web. The concrete dowels were optionally confined with spiral reinforcement. A special attention was focused on the load-carrying capacity of the floors in the area of large web openings. The floor system with its technical aspects is presented in the paper, as well as the experimental investigations carried out on the floor and separately on the puzzle-formed concrete dowels.

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Shear stresses can be transferred via bond at the steel-concrete interface without having to consider any mechanical shear connectors. The research conducted shows that the use of anti-adhesive products, such as grease, reduce the bond at the steel-concrete interface in push-out tests (POTs). However, the effect is still significant, especially for fully encased steel profiles. The results of an experimental POT campaign with nine small-scale cube specimens and two composite column specimens are presented here. Three different surface conditions were examined: a) an untreated surface, b) a surface treated with anti-adhesive agent (formwork release oil) and c) a surface treated with PTFE spray. The resulting ultimate shear stresses were compared with the experimental results available in the literature [1-10]. How the different geometries of the specimens, the concrete age and the surface treatment conditions influence the bond strength are compared and summarized.

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