Mit der Entwicklung von neuartig gefügten, dünnwandigen und damit leichten Bauteilen soll der ressourceneffiziente Einsatz von ultrahochfestem faserverstärkten Feinkornbeton in Tragwerken ermöglicht werden. Die Herstellung von modularen, leistungsfähigen UHPFRC-Bauteilen wird durch den “Digital Workflow” aus digitaler Planung, Berechnung und CNC-gesteuerter Fertigungstechnik ermöglicht. Durch die Verbindung von leichten Betonelementen mittels neuer hochpräziser Non-Standard-Fügeprinzipien können diese material- und kraftflussgerecht miteinander verbunden werden. Die Ergebnisse trocken gefügter Plattenbalken zeigen die Herstellbarkeit und das Potenzial der Trockenstoßverbindungen im realen Maßstab. Beim Nachweis der Tragfähigkeit von dünnwandigen Bauelementen zeigt sich, dass der Einfluss der Faserbewehrung zusätzlich beachtet werden muss.

Light-Weight Structures made of thin walled, dry jointed surface elements made of UHPFRC
With the development of novel jointed, thin walled and thus light components the resource-efficient use of ultra-high performance fiber-reinforced fine grained concrete in structures can be realized. The manufacturing of modular and efficient UHPFRC components is achieved by the digital workflow as a result of digital design, calculation and CNC-controlled manufacturing technology. By linking lightweight concrete components with new, high-precision non standardized joints, such components can be connected material and force flow compatible with each other. The results with dry jointed T-beams show the manufacturability and the potential of the dry jointing system on a large scale. When checking the load capacity of thin-walled construction elements, the influence of fiber reinforcement must be especially considered.

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Befestigungen mit Einlegeteilen sowie chemischen und mechanischen Metalldübeln werden in allen Bereichen des Bauwesens häufig eingesetzt. Bei Produkten mit Europäisch Technischen Zulassungen (ETAs) oder neueren Zulassungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) wird der Nachweis der Versagensart Betonbruch in der Bemessung nach der sog. CC-Methode, die in ETAG 001, Annex C und die DIBt-Richtlinie (1993) Eingang gefunden hat, durchgeführt. In diesem Beitrag wird erläutert, wie die sog. CC-Methode für den Fall von randnahen querbelasteten Befestigungen mit der Versagensart Betonkantenbruch verbessert werden kann. Dieser verbesserte Ansatz wird in der künftigen europäischen Norm zur Bemessung von Befestigungsmitteln enthalten sein.

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Das Entwerfen von Bauwerken wird in der öffentlichen Wahrnehmung fast ausnahmslos den Architekten zugeordnet und die Tragwerksplanung wird im allgemeinen Verständnis mit Statik und Berechnung gleichgesetzt. Dabei ist der Entwurf eines Tragwerks ein wesentlicher Teil der Tragwerksplanung. Das Entwerfen von Tragwerken ist zwar nicht dem architektonischen Entwerfen gleichzusetzen, aber es handelt sich um einen eigenständigen, kreativen Prozess, der von den Ingenieuren eine Haltung und Positionierung zu Ästhetik und Gestaltung erfordert. Jörg Schlaich hat diese Positionierung von uns Bauingenieuren immer wieder eingefordert und darauf hingewiesen, dass selbst die Gestaltung von Ingenieurbauwerken mehr Dimensionen erfordert als ihre bloße Herleitung aus Funktion und Technologie. Die weit verbreitete Kategorisierung in entwerfende Architekten und rechnende Ingenieure hat ihre Wurzeln sicher auch in dem gegenseitigen sprachlichen Unverständnis. Die gegenseitige Verständigung ist Grundvoraussetzung, um sich in die Debatte um den kulturellen Beitrag unserer Bauwerke in der Gesellschaft einbringen zu können.

On designing structures.
The term design is in building almost invariably associated with the profession of the architects in the public perception and structural design in the general understanding is equated with structural analysis and calculation. While designing a structure is an essential part of the structural engineering. Structural design is although not architectural design, but it is a stand-alone, creative process that requires an attitude and positioning to aesthetics and design by the engineers. Jörg Schlaich has repeatedly claimed this positioning of us engineers and often pointed out that even the design of civil engineering works requires more dimensions than their mere inference of function and technology. The wide-spread categorization in designing architects and calculating engineers has its roots in the mutual linguistic understanding. The mutual understanding is prerequisite to the debate on the cultural contribution of our structures in society to engage with.

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Dynamische Untersuchungen außergewöhnlicher Ereignisse erlangen im Bauwesen wegen der immer leichteren und schlankeren Bauweise, insbesondere im Stahlbau, eine immer größere Bedeutung. Hierbei kommt es besonders auf die Erfassung des korrekten kinematischen Verhaltens der einzelnen Bauteile untereinander an. Infolge von Stoßlasten oder Dauerlasten mit deterministischen oder stochastischen Einwirkungen treten durch kräfteübertragende Kontaktflächen häufig nicht nur ebene Verschiebungen auf, sondern auch Abheben und Kippen. Ziel dieses Beitrages ist es, die Einsetzbarkeit der Methode der Mehrkörperdynamik für die Formulierung von Grenzzuständen bei Stahlkonstruktionen aufzuzeigen. Die Methode dient der Erfassung kinematischer Vorgänge, bei denen sich mit der Zeit die Geometrie oder die Systeme stark ändern, und ist ursprünglich im Maschinenbaubereich beheimatet. Die Methode der Mehrkörperdynamik in der Schreibweise von Wittenburg, die Grundlage für die Entwicklung des Mehrkörperprogrammsystems MEPHISTO ist, wurde im 1. Teil vorgestellt. Im 2. Teil wurden die beiden neuartigen Mehrkörpersystem-Modelle: die "nichtlineare Gelenk-Kopplung" für die Abbildung lokaler Versagensstellen in Konstruktionen, und das "vorgespanntes Seilmodell" für die Mehrkörpersystem-Modellierung von abgespannten Systemen beschrieben. In diesem Teil der Trilogie wird das spezielle Mehrkörpersystem (MKS) Modell "Kontakt-Element" vorgestellt, zur vollständigen Erfassung der Relativkinematik in einer Kontaktzone zwischen zwei Körpern.

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Für die Anwendung digitaler Methoden in der Ausführung bietet sich die Erfassung von Bauwerken oder Bauzuständen mithilfe von Laserscanning (LiDAR) an, um anschließend möglichst automatisiert Bauteile zu erkennen und für Baufortschrittskontrollen auszuwerten (Scan to BIM). Für die Bauteilerkennung eignen sich Methoden des Machine Learning, die für verschiedene Klassifikationsprobleme eingesetzt werden. Ein baupraktisches Klassifikationsproblem ist die semantische Segmentierung von Punktwolken, bei der einzelne Punkte bestimmten Bauteilklassen zugeordnet werden. Damit die Klassifikationsaufgaben mit ausreichender Genauigkeit gelöst werden, wird eine große Anzahl an Trainingsdaten benötigt. Im Beitrag werden synthetische Daten für das Training eines künstlich neuronalen Netzwerks (engl. Convolutional Neural Network CNN) hochparametrisiert und vollautomatisch bereitgestellt. Es wird eine Vorgehensweise für die Erstellung von Brückenmodellvariationen auf Grundlage der visuellen Programmierschnittstelle Dynamo in Autodesk Revit vorgeschlagen. Zu Beginn werden nationale Richtlinien für die Definition von Parametern evaluiert, um anschließend diese Parameter in adaptiven Vorlagen des parametrisierten Querschnitts des Überbaus zu verwenden. Der Unterbau wird analog in verschiedenen Vorlagen bereitgestellt. Diese werden entlang der Trassierung in verschiedenen Ausführungen platziert. Jedem Objekt werden Merkmale angehängt und beim Export im herstellerneutralen Datenformat IFC in eine Merkmalstruktur gruppiert. Mit dieser Vorgehensweise ergaben sich zahlreiche Variationen von Brückenmodellen, insbesondere auch Bauzwischenzustände, die für die semantische Segmentierung von Punktwolken und das Training eines CNN herangezogen werden können.

Parametrization in bridge construction for the application of artificial intelligence
For the application of digital methods in the execution phase, the acquisition of exisiting structures or the construction progress with the aid of LiDAR is a suitable method to subsequently detect components as automatically as possible and e. g., to evaluate them for construction progress monitoring. Machine learning methods are suitable for component detection and are used for various classification problems. One problem is the semantic segmentation of point clouds, in which the individual points are assigned to specific component classes. To solve the segmentation with sufficient accuracy and to make predictions on real data, a large amount of training data is needed. This process is also called “Scan to BIM”. In this paper, synthetic data for training a convolutionalneural network (CNN) is provided in a highly parameterized and fully automatic way. An approach for generating variations of bridge models based with the visual programming interface Dynamo in Autodesk Revit is proposed. At the beginning, guidelines for the definition of parameters are evaluated to subsequently use them in adaptive templates. Attributes are assigned to each component and grouped into a feature structure when exported to the IFC data format. This approach resulted in numerous variations of bridge models that can be used for semantic segmentation of point clouds and training of a CNN.

Persönliches:
Honorarprofessur an Dr. Julian Meyer verliehen

Nachrichten:
Brücken weiterbauen: Eisenbahnbrücke Lange-Feld-Straße in Hannover

Veranstaltungen:
3. Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction am 18. November 2021 in Frankfurt: Wie bauen wir zirkulär?

Rezensionen:
Gerüste und Hilfskonstruktionen im historischen Baubetrieb

Wettbewerbe:
Bei der Nominierung zum Deutschen Nachhaltigkeitspreis Architektur spielt Technik keine Rolle

Veranstaltungen:
Dynamische Lösungen im Holzbau

Holz-Beton-Verbundkonstruktionen kombinieren die Eigenschaften der Werkstoffe Holz und Beton auf vorteilhafte Weise. Im Vergleich zur reinen Holzbau-Lösung weist die Verbundstruktur eine optimierte Tragfähigkeit, ein verbessertes Schwingungsverhalten, einen höheren Schallschutz sowie eine größere thermisch aktivierbare Masse auf. Der Verbund zwischen Holz und Beton wird bisher üblicherweise durch mechanische Verbindungsmittel oder mittels Formschluss erreicht. Dies führt zu einem mehr oder weniger nachgiebigen Verbund. Durch den Einsatz der Klebtechnologie als Verbundmittel wird ein “starrer Verbund” erreicht und durch die Vorfertigung von Verbund-Fertigteilelementen bleiben die Vorteile einer “trockenen Bauweise” erhalten. Die Fragen zur Herstellungstechnologie und zum Kurzzeitverhalten geklebter Holz-Beton-Verbundbauteile wurden am Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau der Universität Kassel bereits in der Vergangenheit untersucht. Für die Anwendung in der Baupraxis fehlten jedoch Kenntnisse des Langzeitverhaltens. Diese Lücke wurde in den vergangenen drei Jahren im Rahmen des von der AiF geförderten Forschungsclusters “BestKleb” geschlossen. Im folgenden Beitrag wird von den Untersuchungen an Bauteilen und der Schlussfolgerung für eine baupraktische Anwendung berichtet.

Longterm-behavior of glued full-scale specimens made from wood and high performance concrete at natural climate conditions
The advantages of the construction materials wood and concrete could be used effectively in wood-concrete-composite constructions. The composite structure shows optimized load carrying capacity, a better vibrational behavior, higher noise protection and a higher thermally activatable mass in comparison to constructions that are entirely made from wood. Mechanical fasteners or form fitting connections are state-of-the-art for connecting timber to concrete. This leads to more or less flexible bond. By using the adhesive technology a “rigid bond” can be achieved and it is possible to combine the advantages of a “dry construction method” with the advantages of the prefabrication. The questions of the production technology and the short-term behavior of glued wood-concrete composite constructions were answered yet at the department of timber structures at the University of Kassel. Knowledge of long-term behavior was missing for an application in construction practice. This was studied in the last three years in detail. The experimental und numerical investigations on full-scale specimens and the conclusions for a practical application are reported in the following article.

Firmen und Verbände:
35 Jahre GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH / Anhörung zur HOAI im BMWi am 19. August 2015 / DBV/VDZ-Merkblatt “Sichtbeton” aktualisiert / Ettersburger Gespräch verabschiedet Strategiepapier für mehr Fairness beim Bauen

Veranstaltungen:
Architect and Engineer in the Interwar Period, 1919-1939

Persönliches:
Markus Kuhnhenne zum Universitätsprofessor der RWTH Aachen University ernannt

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