Moderne Deckensysteme müssen neben den statisch-konstruktiven Anforderungen einer Vielzahl weiterer Entwurfsaspekte genügen, um am Markt bestehen zu können. Nachfolgend werden nach einer Einführung die verschiedenen marktgängigen Deckensysteme beschrieben. Im Weiteren werden neuere Entwicklungen von Deckensystemen insbesondere hinsichtlich der Multifunktionalität und der Nachhaltigkeit aufgezeigt.

Steel floor structural systems.
In addition to static and structural requirements, modern floor systems must meet a variety of other design issues, in order to survive on the market. After an introduction, various commercially available floor systems are described. In addition, recent developments of floor systems are presented, particularly concerning multi-functionality and sustainability issues.

The new Part 1-5 of Eurocode 9, shaped within the activity of CEN/TC 250/SC9 Committee chaired by F. M. Mazzolani, is the very first issue specifically devoted to shell structures made of aluminium alloys in the field of European codification. Because of this, the new document marks a major advance in the codification on shells for both civil and industrial use, thus filling a gap in which important applications were till now not adequately covered by any reference standard. This paper summarises the genesis and the development of the prEN 1999-1-5 document dealing with aluminium shells, starting from the beginning in 2002, until to the achievement of Stage 49 in December 2005. At the same time, the main features of the new code are highlighted and critically discussed. Die Bemessungsregeln von EC 9 für Schalentragwerke aus Aluminium: Hintergrund und Entwicklung. Der neue Teil 1-5 von Eurocode 9 wurde im Rahmen der Tätigkeiten des Komitee CEN/TC 250/SC9, dessen Vorsitzender F.M. Mazzolani ist, gestaltet. Im europäischen Regelwerk ist dies der erste Teil, der speziell für Schalentragwerke aus Aluminiumlegierungen vorgesehen ist. Deshalb kennzeichnet dieses neue Dokument, das hinsichtlich wichtiger, bisher durch keine Bezugsnorm angemessen behandelter Anwendungen eine Lücke schließt, einen bedeutenden Fortschritt im Regelwerk für Schalen baulicher und industrieller Art. Dieser Aufsatz faßt vom Beginn im Jahre 2002 bis zur Erreichung von Stadium 49 im Dezember 2005 die Entstehungsgeschichte und Entwicklung des Aluminiumschalen behandelnden Dokumentes prEN1999-1-5 zusammen. Zugleich werden die wesentlichen Merkmale der neuen Vorschrift hervorgehoben und kritisch diskutiert.

Für die Fußgängerbrücke über die Bayerstraße in München kam das erste Mal hochfester Stahl S 690 für die tragende Konstruktion zur Anwendung. Die Brücke schafft eine barrierefreie Verbindung für Fußgänger und Fahrradfahrer zwischen der S-Bahnstation Hackerbrücke und der Theresienwiese, auf der das Oktoberfest seit 1810 stattfindet. Eine hybride Stabwerkbogenkonstruktion überspannt mit 38 m eine vierspurige Straße und zwei Trambahngleise, zwei Radwege und zwei Gehsteige. Durch den Einsatz von Rundrohren aus hoch-festen Stahl S 690 konnte der Bogen schlank und somit äußerst filigran dimensioniert sowie der Materialverbrauch optimiert werden. Der torsionssteife, als räumlicher Fachwerkträger ausgebildeter Versteifungsträger, der sich aus der Gehplatte als Obergurt, einem Untergurtrohr, wiederum aus hochfesten Stahl, und Diagonalstreben zusammensetzt, stabilisiert den Bogen. Das Tragwerk der Brücke einschließlich der Gehplatte wurde komplett vorgefertigt. Mit einem Tieflader wurde die Brücke auf die Baustelle transportiert und innerhalb von Stunden per Autokran in die vorbereiteten Widerlager eingehoben.

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The influences of naphthalene-based plasticizers and polycarboxylate acid/salt superplasticizers on the creep of concrete, including basic creep and drying creep, were investigated. The internal relative humidity and pore structure of concrete and the surface tension of the pore solution were tested. The results show that polycarboxylate acid/salt superplasticizers refine capillary pores in concrete and reduce the surface tension of the pore solution, and also restrain internal moisture transmission and redistribution. As a result, creep of the concrete is reduced. Compared with naphthalene-based plasticizer, polycarboxylate acid/salt superplasticizer causes a greater reduction of drying creep, but a smaller reduction of basic creep. This is because the moisture redistribution is quite feeble and quickly balanced in a sealed condition. Concrete with polycarboxylate acid/salt superplasticizer has the lowest creep value because polycarboxylate acid/salt superplasticizer improves the degree of hydration and reduces the porosity of macro pores.

Zunehmendes Verkehrsaufkommen, höhere Gesamtgewichte und klimatische Veränderungen haben in den letzten Jahrzehnten den Alterungsprozess der Infrastruktur verstärkt. Der daraus resultierende Anstieg der Erhaltungskosten erfordert einen optimierten Einsatz der Erhaltungsmittel der Betreiber. Basis des Erhaltungsmanagements ist ein umfassendes Wissen über den Zustand der Bauwerke. Die aktuellen Richtlinien (z. B. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF) definieren Prüfintervalle, die üblicherweise mehrere Jahre umfassen; wobei viele Methoden der Zustandserfassung auf einer handnahen Prüfung beruhen. Ergebnisse der Zustandsbewertung werden in Kennzahlen zusammengefasst, die einen objektiven Vergleich gestatten. Die daraus ableitbare Priorisierung unterstützt die reaktive Substanzerhaltung bei der Optimierung der Ressourcen. Schädigungsprozesse können damit aber über große Zeiträume ihr destruktives Potenzial zur Entfaltung bringen. Besonders bei großen Bauwerken zieht dies einen höheren Aufwand für Prüfung und Instandhaltung nach sich. Automatisierte, multimodale Zustandserfassungssysteme, wie der hier vorgestellte BetoScan, unterstützen daher gleichermaßen Bauwerksprüfer wie Betreiber. Durch einen schnelleren Prüfprozess, höhere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sowie eine größere Informationsbasis unterstützt BetoScan eine optimale Diagnose und fördert damit Konzepte einer proaktiven Substanzerhaltung mit dem Ziel, Schädigungsprozesse frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen.

BetoScan 2.0 - tool for proactive lifecycle assessment
Infrastructure structures are subject to particular stress loads and a continuous aging process. Increasing traffic volumes, higher overall weights and climatic changes have intensified these stress levels over the last decades. The resulting increase of the maintenance costs requires an optimized use of resources by public authorities. The basis of each maintenance management is comprehensive information on the condition of the structures, which is recorded, evaluated and documented according to recognized standards (e. g. DIN 1076, RI-EBW-PRÜF). The current guidelines define multi-year test intervals with many methods of condition monitoring based on hand-held inspection. However, damage processes can have an effect over a long period of time with an increased expenditure of personnel and technical effort for testing and maintenance. These results are usually summarized in key figures, which stand for a specific structure and allow an objective comparison. New automated multimodal condition monitoring systems, e. g. BetoScan-System, equally support building inspectors, such as operators. They enable flexible damage diagnostics through a faster test process, higher reproducibility of the results and a greater amount of information. Thus, BetoScan can support concepts of proactive substance conservation with the goal of early detection and elimination of damage processes.

Im Norden von Bangkok (Thailand) wurde in den letzten Jahren zur Entlastung der umliegenden Straßenzüge in der Provinz Nonthaburi ein neuer Autobahnabschnitt realisiert, dessen Hauptmerkmal eine Extradosed-Brücke über den Chao Phraya mit einer Gesamtlänge von 460 m darstellt. Das Bauwerk, bestehend aus zwei Pylonen mit goldener Kuppel, trägt mit 96 Schrägseilen einen Hohlkastenquerschnitt, ausgelegt für sechs Fahrstreifen, über den Fluss. Zur Überwachung des Tragverhaltens wurde vom Bauherrn ein umfangreiches Monitoringsystem ausgeschrieben, welches von Schimetta Consult in Kooperation mit DYWIDAG Systems International GmbH optimiert, geplant und umgesetzt wurde. 45 Sensoren überwachen dauerhaft die Temperaturen, Dehnungen und Durchbiegungen der Brücke, Neigungen der Pylone, Öffnung der Fahrbahnübergänge, Windgeschwindigkeiten, Beschleunigungen und Seilkräfte. Die Daten werden automatisiert vor Ort gespeichert, über eine UMTS-Verbindung auf einen externen Server übermittelt und dem Bauherrn innerhalb weniger min über eine Homepage zur laufenden Kontrolle zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus werden die Messdaten in einem halbjährlichen Intervall zusammengefasst und analysiert sowie die Ergebnisse dem Bauherrn in einem Messbericht übermittelt. Das Monitoringsystem zeichnet seit Messbeginn Anfang 2015 zuverlässig Daten auf und ermöglicht so einen guten Einblick in das Tragverhalten des Objekts.

Monitoring of the new cable-stayed bridge over the Chao Phraya, Nonthaburi, Thailand
To the north of Bangkok (Thailand), a new motorway section has been realized in recent years to relieve the surrounding routes in Nonthaburi Province, whose main characteristic is an extra-dosed bridge over the Chao Phraya river with a total length of 460 m. The building consists of two pylons with golden domes and 96 stay cables carrying a box girder cross-section designed for six lanes across the river. To monitor the structural behavior of the bridge an extensive monitoring system was awarded by the client to DYWIDAG Systems International GmbH in cooperation of Schimetta Consult who have optimized, designed and realized the system. 45 sensors are monitoring permanently temperatures, strains and deflections of the bridge, inclinations of the pylons, movements of the expansion joints, wind velocities, accelerations and cable forces. The data are automatically stored on site, provided via a UMTS connection to an external server within a few minutes, enabling continuous display of the signals on a homepage for easy access by the client. In addition, the measurement data are being summarized on a half-year base and the results are submitted to the clients by a measurement report. The monitoring system is continuously acquiring data since opening of the structure early 2015 to regular traffic, enabling a very good insight to the structural behaviour.

Dieser Beitrag ist dem im März 2015 verstorbenen Frei Otto gewidmet. Der Artikel ist Teil einer dreigliedrigen Reihe, die das Wirken von Frei Otto im historischen Kontext verankert und die seine Bedeutung für aktuelle und zukünftige Forschungen und Entwicklungen aufzeigt.

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Aufgrund des gestiegenen Schwerverkehrs sowie gestiegener Achs- und Gesamtgewichte der Fahrzeuge ist eine Nutzungsänderung für die Straßenbrücken eingetreten. Zur Sicherung der Zukunftsfähigkeit des Straßennetzes sind daher Ertüchtigungsmaßnahmen mit dem Ziel einer Tragfähigkeitsverbesserung mit üblichen Instandsetzungsmaßnahmen zu kombinieren. Eine zutreffende Bewertung der Bauwerke hinsichtlich Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Ermüdungssicherheit unter Berücksichtigung des vorhandenen Bauwerkzustands ist ein grundlegender Schritt dazu.
Die Nachrechnungsrichtlinie soll für die Bewertung der Bauwerke einheitliche Standards, aber auch Hilfestellung vorgeben, damit Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit bestehender Straßenbrücken realistisch beurteilt werden können und die Nachrechnungsergebnisse für eine Entscheidungsfindung nachvollziehbar und vergleichbar werden.

About the Provisions for evaluating necessary upgrades of older road bridges
While analyzing traffic volume on current German autobahns, it became obvious that the planned capacity of most highway bridges has been almost exceeded by daily traffic volume, including increasingly heavy trucks with rising numbers of axles and load size.
In fact, to ensure future long-term serviceability of the German Autobahn system, there is no way around refurbishing most of these bridges, by combining ordinary maintenance work with strengthening measures, and replacing numerous others as well. A realistic assessment of existing highway bridges that comprises bearing capacity, serviceability, and fatigue resistance in order to evaluate their structural health is a widely accepted prerequisite for a long-lasting refurbishment strategy. The provisions reported here for evaluating necessary upgrades of older bridges provide an appropriate tool for setting uniform standards in assessing existing highway bridges to ensure comparability of results and the conclusions drawn from them.

Working Group 169.02 has been working on the revision of Austrian standard ÖNorm B 2203-2 “Underground Works - Works Contract - Part 2: Continuous Driving” since mid-2016. For tunnelling classes, the common goal was to develop a classification methodology with balanced risk allocation which would improve calculability and make billing more transparent. A further focus was to minimise the potential for disputes during project management. To achieve these goals, tunnelling classes are to be classified on the basis of machine operating data.
Die Arbeitsgruppe 169.02 überarbeitet seit Mitte 2016 die Werkvertragsnorm ÖNorm B 2203-2 “Untertagebauarbeiten Teil 2: Kontinuierlicher Vortrieb”. Dabei wurde hinsichtlich der Einteilung der Vortriebsklassen das gemeinsame Ziel definiert, eine Klassifizierungsmethodik mit ausgewogener Risikozuordnung zu entwickeln, die eine bessere Kalkulierbarkeit und eindeutige Abrechnung ermöglichen soll. Ebenso sollen Streitigkeiten im Zuge der Projektabwicklung möglichst reduziert werden. Zu diesem Zwecke sollen Maschinenbetriebsdaten für eine Vortriebsklassifizierung herangezogen werden.

Shotcrete is an essential support element in tunnelling. From the start of the hydration of shotcrete, it resists stresses and deformation. Therefore its time-dependent material properties, in particular the strength development and stiffness development, are significant. With time, the early strength can affect the progress of rock pressure and the support resistance. In order to describe its mechanical material properties, there are models, mostly validated with data from dry-mix shotcrete or older shotcrete mix designs. Continuous further development in additive technology has however considerable improved the performance of shotcrete in recent years. In this article, data from more recent test series and from practical projects are evaluated. Building on the evaluation of the strength curves, an empirical forecasting model is presented, which can be used for the qualitative estimation of shotcrete strength development.
Spritzbeton ist ein wesentliches Ausbauelement im Tunnelbau. Von Beginn der Hydratisierung des Spritzbetons nimmt dieser Spannungen und Verformungen auf. Daher sind die zeitabhängigen Materialeigenschaften, insbesondere die Festigkeitsentwicklung und die Steifigkeitsentwicklung, von Bedeutung. Die Frühfestigkeit kann den zeitlichen Aufbau der Gebirgsdruckbildung sowie des Ausbauwiderstands beeinflussen. Zur Beschreibung des mechanischen Materialverhaltens existieren Modelle, die meist mit Daten von Trockenspritzbetonen oder älteren Spritzbetonrezepturen validiert wurden. Kontinuierliche Weiterentwicklungen in der Zusatzmitteltechnologie haben die Spritzbetonleistung in den letzten Jahren jedoch deutlich verbessert. In diesem Beitrag werden Daten aus aktuelleren Versuchsreihen sowie von Praxisprojekten ausgewertet. Aufbauend auf der Auswertung der Festigkeitsverläufe wird ein empirisches Prognosemodell vorgestellt, das zur qualitativen Abschätzung von Spritzbetonfestigkeitsentwicklungen dient.

This article reports on the development of tunnel boring machines (TBMs) in the past decades and the current state of the art. The development is presented with a look back and a look forward into the near future. Starting with the questions on the development of diameter and operating pressure of closed tunnelling machines, the perspective is expanded to general developments and current trends in machine technology for soft ground and hard rock. Finally, the possibilities and potentials arising from environmental requirements, further increases in performance and digitalization in mechanized tunnelling are shown.
Der Beitrag berichtet über die Entwicklung von Tunnelvortriebsmaschinen (TVM) in den vergangenen Jahrzehnten und zeigt den aktuell erreichten Stand auf. Dabei wird die Entwicklung jeweils mit einem Blick zurück und einem Ausblick in die nähere Zukunft dargestellt. Beginnend mit den Fragestellungen zur Durchmesser- und Betriebsdruckentwicklung geschlossener Vortriebsmaschinen wird der Blickwinkel auf allgemeine Entwicklungen und aktuelle Tendenzen der Maschinentechnik für Locker- und Hartgestein erweitert. Abschließend werden die Möglichkeiten und Potenziale aufgezeigt, die Umweltanforderungen, weitere Leistungssteigerungen und Digitalisierung im maschinellen Tunnelbau bieten.

The Granitztal tunnel chain is located south of the Koralm Tunnel and includes the Deutsch Grutschen and Langer Berg Tunnels, which are being excavated using the New Austrian Tunnelling Method (NATM). The Langer Berg Tunnel was excavated in a rock mass containing sulphate over a length of approximately 330 m. Despite extensive exploration during site investigation of the project and the documentation from the construction of the existing Langer Berg Tunnel, which is located in the same rock mass series, unexpected anhydrite layers where found within the sulphate rock mass. In addition to a general overview of the project, the following article describes the geological and geotechnical conditions in the anhydrite rock mass as well as the adjustment of the design and implementation during construction due to the unexpectedly encountered situation.
Die südlich an den Koralmtunnel angrenzende Tunnelkette Granitztal umfasst die Vortriebe Tunnel Deutsch Grutschen und Tunnel Langer Berg, die im konventionellen Vortrieb nach der Neuen Österreichischen Tunnelbautmethode (NÖT) aufgefahren werden. Der Tunnel Langer Berg durchörtert auf einer Länge von rd. 330 m einen sulfatgesteinsführenden Gebirgsbereich. Trotz umfangreicher Erkundungsmaßnahmen im Zuge der Projektierung und Berücksichtigung der Erkenntnisse aus dem Bau und Betrieb des bestehenden Langen Berg Tunnels, der in der gleichen Gesteinsabfolge liegt, wurden innerhalb des sulfatgesteinsführenden Gebirgsbereichs, neben einer massiven Gipsführung, anhydritführende Lagen angetroffen. Der nachfolgende Beitrag beschreibt neben einer allgemeinen Projektübersicht die geologisch-geotechnischen Verhältnisse im Anhydritbereich sowie die kurzfristige planerische und bautechnische Umsetzung auf die unerwartete angetroffene Situation im Vortrieb.

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Für den Nachweis der Beulsicherheit von Druckschachtpanzerungen unter Außendruck - infolge Gebirgswasserdruck oder Injektionsdruck - stehen eine Reihe von Bemessungsformeln zur Verfügung, die teils auf theoretischem Wege, teils durch Versuchsauswertung entwickelt worden sind. In dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit der häufig verwendeten, semi-empirischen Formel von Montel [1] für einbetonierte Rohre unter Außendruck über den versuchstechnisch vorgegebenen Gültigkeitsbereich hinaus überprüft. Zur Überprüfung wird ein aus der Literatur (Amstutz [2], [3] und Jacobsen [4]) bekannter analytischer Berechnungsansatz formelmäßig als elastisches Durchschlagproblem entwickelt und zahlenmäßig ausgewertet. Die Ergebnisse dieses Bemessungskonzeptes werden mit den vorhandenen Versuchsergebnissen und der Formel von Montel verglichen. Vergleichsrechnungen unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode wurden ebenfalls ergänzend durchgeführt. Ursprüngliches Ziel der Untersuchung war es, die Erweiterbarkeit des Gültigkeitsbereiches der semi-empirischen Formel nach Montel in Richtung höherer Stahlfestigkeiten zu überprüfen. Tatsächlich erwies sich der analytische Ansatz als besser geeignet vorhandene Versuchsergebnisse an Rohren großer Schlankheit und aus höherfestem Stahl zu beschreiben.

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Die Bilanzierung von Umweltwirkungen spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologien und Konzepte. Dies gilt auch in der Entwicklung von Gebäuden mit adaptiven Hüllen und Strukturen und stellt darüber hinaus weitreichende Anforderungen an alle beteiligten Disziplinen. Die vollständige Integration der Ökobilanzierung in den Planungs- und Auslegungsprozess ermöglicht, Umweltwirkungen als Optimierungsgrößen in den komplexen, dynamischen Berechnungswerkzeugen einzusetzen. Die bisherigen Ergebnisse des SFB 1244 bescheinigen adaptiven Tragwerken und Fassaden großes Potenzial zur Einsparung von Ressourcen und Umweltwirkungen. Die ganzheitliche Betrachtungsweise, sowohl in Bezug auf den Lebenszyklus als auch auf die interdisziplinären Wechselwirkungen, stellt sicher, dass die relevanten Effekte und Einflüsse in der Bilanzierung berücksichtigt werden. Das stellt die Methode der Ökobilanzierung selbst jedoch vor neue Herausforderungen im Umgang mit einer Vielzahl an Varianten und den umfangreichen Wechselwirkungen zwischen Auslegung und Einflüssen auf Parameter in der Nutzungsphase, wie z. B. den Energieverbrauch oder die Lebensdauer.

Life cycle assessment of adaptive skins and structures
The assessment of environmental impacts is crucial in the development of sustainable and environmentally friendly technologies and concepts. The development of adaptive buildings is no exception and also places far-reaching demands on all disciplines involved. The full integration of life cycle assessment into the planning and design process makes it possible to use environmental impacts as optimization parameters in the complex, dynamic calculation tools. The results of SFB 1244 to date confirm that adaptive load-bearing structures and façades have great potential for saving resources and environmental impacts. The holistic approach, both in terms of the life cycle and the interdisciplinary dependencies, ensures that the relevant effects and influences are taken into account in the assessment. However, this confronts the life cycle assessment method with new challenges in dealing with a large number of variants and the extensive interactions between design and influences on parameters in the use phase, such as energy consumption or service life.

Der Verzicht auf mechanische Verbundmittel in Sandwichkonstruktionen des Betonfertigteilbaus erscheint für die Realisierung neuartiger Sandwichelemente wirtschaftlich interessant. Deshalb wurden im Rahmen der Entwicklung eines verbundmittelfreien Glas-Hartschaum-Beton-Sandwichelements Untersuchungen zum Verbundverhalten zwischen verschiedenen Hartschäumen und normalfestem Beton (NFB) sowie ultrahochfestem Beton (UHFB) durchgeführt. Das Verbundverhalten zwischen Glasvorsatzschale und Hartschaum ist in Teil 2 des Aufsatzes beschrieben. Die Ergebnisse der insgesamt 120 Haftzugversuche und 30 Scherversuche an Beton-Hartschaum-Verbundkörpern zeigen, dass durch Betonieren auf den Hartschaum Verbundfestigkeiten in technisch nutzbarer Größenordnung sicher erreicht werden können. Selbst für NFB liegt die Haftzugfestigkeit unabhängig vom Hartschaumtyp und dessen Oberflächentextur um 50 % höher als der für ein unverdübeltes Wärmedämmverbundsystem geforderte Mindestwert. UHFB erzielt deutliche höhere Verbundfestigkeiten, was nach Auswertung lichtmikroskopischer Aufnahmen u. a. auf eine bessere mikromechanische Verzahnung zurückgeführt wird. In einigen Fällen ist die Tragfähigkeit der Verbundkörper durch die Festigkeit des Hartschaums und nicht durch die Verbundfestigkeit der Fuge limitiert.

Bond in glass-rigid foam-concrete sandwich elements - part 1: experimental investigations on the bond between concrete and rigid foam
Omitting mechanical connectors in precast concrete sandwich construction seems economically interesting for realising novel sandwich structures. Therefore, investigations on the bond behaviour between different rigid foams and ordinary performance concrete (OPC) as well as ultra-high performance concrete (UHPC) were carried out as part of the development of a glass-rigid foam-concrete sandwich element without connectors. The bonding behaviour between glass panels as facing layer and rigid foam is treated in part 2 of the paper. The results of a total of 120 tensile bond tests and 30 shear tests on concrete-rigid foam composites show that technically relevant bond strengths can be reliably achieved by pouring the concrete onto the rigid foam. Even for OPC, the tensile bond strength is 50 % higher than the minimum value required for external thermal insulation composite systems without mechanical connectors, regardless of the foam type and its surface texture. For UHPC significantly higher bond strengths are achieved, which - as evaluation of light microscopic imaging shows - can be attributed to a better micromechanical interlock. In some cases, the strength of the composite has been limited by the strength of the foam but not by the bond strength of the joint.