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• Nachfolge im Planungsbüro
• Musterzeichnungen für den Fertigteilbau
• Kompendium der Tunnelbautechnologie

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Im Hauptbahnhof Berlin kreuzen sich die Fernbahnlinien Nord?Süd und Ost?West. Die N-S-Linie verläuft zu beiden Seiten der tiefsten Bahnhofsebene in Tunneln. Das Trogbauwerk N beginnt am nordseitigen Tunnelmund und führt die N-S-Linie auf Geländeniveau. Statik und Konstruktion warfen schwierige Fragen auf. Der hohe Grundwasserdruck erforderte die Kopplung der Trogsohle mit der Unterwasserbetonsohle, indem die Profile der Rüttelinjektionspfähle in die Trogsohle geführt und dort verankert wurden. Für die Kopplung sind mehrere Lösungen untersucht worden, um deren Einfluß auf den Zwang in der Trogsohle infolge Temperatur und Schwinden zu klären. Vorstudien zeigten, daß die Temperaturansätze der Technischen Regeln das Berliner Winterwetter unzulänglich beschreiben. Auf Basis von Temperaturanalysen konnten realistische Ansätze der Temperatureinwirkungen formuliert werden. Die Beschreibung der Schubankopplung der Trogsohle an die Unterwasserbetonsohle erforderte Versuche. Bemessungsparameter wurden in Gutachten erarbeitet. In Anbetracht des komplexen Strukturmodells des Trogs und mehrerer Verfügungen hat die Deutsche Bahn das Online-Monitoring bestimmter zwangrelevanter Größen an einem repräsentativen Trog beschlossen. Die Messungen werden von der MPA Braunschweig ausgeführt. Sie begannen ab Herstellung der Trogsohle im Juli 2003 und werden bis in die Betriebsphase fortgeführt werden. Diese Arbeit berichtet über die Meßtechnik und Meßergebnisse vor Aufnahme des Fahrbetriebs. Sämtliche zwangrelevanten Entwurfsannahmen konnten durch die Messungen verifiziert werden.

Kurzzeitkavitationserosion mit Beanspruchungszeiten bis hinunter zu zwei Sekunden erzeugt in Gesteinen und Betonen meßbaren Masseverlust. Der Verschleißverlauf wird von der Mineralzusammensetzung bestimmt. Er erfolgt in vielen Fällen, im Beton sogar ausschließlich, intergranular. Die Bruchzähigkeit kann den Widerstand der untersuchten Werkstoffe gegen Kavitationserosion ausdrücken. Darüber hinaus spielt die Verteilungsdichte von Strukturfehlern eine Rolle. Eine allgemeine Beziehung beschreibt den Zusammenhang zwischen Verschleißrate und Bruchzähigkeit, wobei der Exponent n eine Funktion des R-Kurven-Verhaltens der Werkstoffe ist.

Das Herzstück des Toshka-Projekts im Süden Ägyptens ist die Mubarak Pumping Station. Obwohl das Bauwerk relativ große Abmessungen hat und ungünstige Randbedingungen im Hinblick auf Zwangsbeanspruchungen im Projektgebiet vorliegen, wurde auf die Anordnung von Bewegungsfugen verzichtet. Die Gebrauchseigenschaften des Bauwerks wurden durch die Kombination von betontechnologischen Maßnahmen und sinnvollen Mindestbewehrungen sichergestellt.

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Zerstörungsfreie Prüfmethoden (ZfP-Methoden) werden seit Jahrzehnten bei der Bauwerksuntersuchung erfolgreich angewendet. Diese Prüfungen ermöglichen eine Zustandserfassung von Bauwerken, ohne sie durch weitergehende Zerstörungen in Mitleidenschaft zu ziehen. Zerstörende Untersuchungen sind häufig nicht gänzlich zu vermeiden. Anhand der Ergebnisse von zuvor durchgeführten zerstörungsfreien Prüfmethoden können sie jedoch zielgerichtet eingesetzt und damit auf das notwendige Maß beschränkt werden, was im Sinne des Eigentümers und auch der Bauwerke ist. Das niederfrequenten Ultraschall-Echo-Verfahren und das Impulsradar (auch Georadar) ermöglichen es heute, Fragestellungen bei der Beurteilung von Beton- und Stahl- bzw. Spannbetonbauwerken zu beantworten, welche mit anderen bis dato einsatzbereiten ZfP-Verfahren nicht oder nur mit Einschränkungen lösbar sind. Maßgeblich sind dies Fragestellungen bei Bauwerken, die umgebaut, umgenutzt oder instand gesetzt werden sollen. Nur durch Kenntnis des Ist-Zustands des vorhandenen Bauwerks und auch der Ursachen evtl. aufgetretener Schäden kann eine fachmännische Instandsetzungsplanung erfolgen.

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Im Jahr 2009 wurde die harmonisierte Norm DIN EN 14509 mit dem Titel “Selbsttragende Sandwichelemente mit beidseitigen Metalldeckschichten” eingeführt. Diese ist in der aktualisierten Form von 2013 bis heute gültig und regelt u. a. die Bemessungsverfahren für Sandwichelemente. Seit Einführung wurde die Windlastmodellierung für die großflächigen Fassadenelemente diskutiert, da die Neuregelung im Zusammenhang mit der Windlastnorm DIN EN 1991-1-4:2012 zu höheren Windlasten, insbesondere im Eckbereich führte. In dieser Studie wurden deswegen die Auswirkungseffekte auf der Strukturebene bestimmt und statistisch bewertet, um ein realistisches Windlastmodell für die betrachtete Bauweise zu erhalten. Es wurden sowohl hochauflösende Windkanalmessungen als auch Bauteilversuche durchgeführt, um reale Lastweiterleitungseffekte an Sandwichsystemen im Originalmaßstab zu identifizieren. Die Überlagerung beider und die statistische Absicherung führten zu dem Ergebnis, dass die bestehenden Modelle keine generelle Lastminderung erkennen lassen und der Nachweis der Elemente auch bez. des Lastwerts in der Gebäudeecke im Wesentlichen zutreffend ist. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass der für die großflächigen Elemente maßgebende Korrelationseffekt, entgegen der derzeitigen Bemessungspraxis, auch für die Verbindungsmittel ansetzbar ist, sodass die Modellierung lokaler Sogspitzen nicht nötig ist und auch hier die cpe,10-Beiwerte aus DIN EN 1991-1-4:2012 genutzt werden können.

Validation of wind loads on structures with sandwich elements
In 2009, the harmonized standard DIN EN 14509 was introduced with the title “Selbsttragende Sandwichelemente mit beidseitigen Metalldeckschichten”. This is still valid today in the updated form of 2013 and regulates, among other things, the design procedures for sandwich elements. Since its introduction, the wind load modeling for the large-surface facade elements has been discussed, since the new regulation in connection with the wind load standard DIN EN 1991-1-4:2012 led to higher wind loads, especially in the corner area. Therefore, in this study, the impact effects on the structural level were determined and statistically evaluated in order to obtain a realistic wind load model for the considered construction method. High-resolution wind tunnel measurements were performed as well as structural tests to identify real load transfer effects on full-scale sandwich systems. The superposition of both and the statistical validation led to the conclusion that the existing models do not show any general load reduction and that the verification of the elements is essentially correct also with respect to the load value in the corner of the building. However, it was shown that the correlation effect that is decisive for the large-area elements can also be applied to the connecting elements, contrary to current design practice, so that the modeling of local suction peaks is not necessary and the cpe,10 coefficients from DIN EN 1991-1-4:2012 can also be used here.

Stahl-Kassettenprofile werden vielfach bei der Herstellung raumabschließender Konstruktionen im Industrie- und Gewerbebau verwendet. Bisher werden überwiegend Stahl-Kassettenkonstruktionen mit einem in der Regel 3 mm dünnen Trennstreifen zwischen Kassettenprofil und außenseitigem Trapezprofil realisiert. Eine wärmetechnisch optimierte Alternative ist die Ausbildung von Stahl-Kassettenkonstruktionen mit vollflächiger Dämmschicht zwischen Kassettenprofil und außenseitigem Trapezprofil. Dadurch kann der Wärmebrückeneffekt im thermischen Einflussbereich des Kassettensteges deutlich reduziert werden.
Gegenstand des vorliegenden Beitrags ist zunächst die numerische Untersuchung möglicher zulässiger Vereinfachungen des geometrischen Aufbaus von Stahl-Kassettenkonstruktionen. Mit Hilfe dieser geometrischen Vereinfachungen werden im weiteren Verlauf thermische Berechnungen an einer Vielzahl von Konstruktionen durchgeführt, die schließlich in ein Bemessungsdiagramm münden. Das Diagramm erlaubt es, für das eingesetzte Dämmstoffmaterial in Abhängigkeit von der jeweiligen Gesamtkonstruktion eine effektiv wirksame Dicke der Wärmedämmung zu ermitteln. Außerdem wird die in der Praxis häufig anwendete Bemessungshilfe “IFBS-Fachinformation 4.05“ den numerischen Untersuchungen gegenübergestellt. Nach dem Vergleich der erzielten Ergebnisse beider Methoden werden die Ergebnisse der numerischen Berechnungen in Relation zu den aktuellen Referenzwerten nach Energieeinsparverordnung gesetzt. Die Diskussion und Bewertung der Resultate schließen den Beitrag ab.

Effective thermal insulation by application of steel cassette profiles.
Steel cassette constructions are widely used for industrial and commercial buildings. Up to now mainly steel cassette constructions with a generally 3 mm thin marker space between cassette profile and exterior trapezoidal profile are realised. One thermal optimised alternative is the design of cassette constructions with continuous insulation layer between cassette profile and exterior profile. Thus the thermal bridging effect in the thermal sphere of the cassette web can be reduced significantly.
Subject of the following article is first the numerical investigation for possible simplifications of the geometric set-up of steel cassette constructions. On the basis of these simplified steel cassettes thermal calculations of a huge number of constructions are carried out during the further procedure, which in conclusion opened out into an easy to use design table. The table enables for the deployed amount of insulation in dependency on each construction to determine an effective thickness of the thermal insulation. Furthermore the practically applied design help “IFBS-Fachinformation 4.05” is opposed to the results. After comparing both methods the deliverables of the numerical calculations are put into relation to the current reference values of the German Energy Saving Regulation. The discussion and assessment of these results conclude the article.

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