Es wird die Konstruktion und Berechnung eines vorgespannten Fertigteilbalkens mit sofortigem Verbund aus Leichtbeton mit T-Querschnitt gezeigt. Die Spannweite beträgt 35 m.

Es wird die Konstruktion, statische Berechnung und Bauausführung eines Zementklinkersilos mit 65 m Durchmesser, dessen Kegelschale im wesentlichen aus vorgespannten Betonfertigteilen hergestellt wurde, erläutert.

Die DB Netz AG, als Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU) im integrierten Konzern der Deutschen Bahn AG, investiert jedes Jahr ca. 7 Mrd. Euro in den Aus- und Neubau sowie in den Ersatz des vorhandenen Streckennetzes. Insbesondere Projekte des Aus- und Neubaus sind gekennzeichnet durch sehr lange Projektlaufzeiten - oft mehrere Dekaden - zwischen Projektidee und Inbetriebnahme (IBN) der oft dringend benötigten zusätzlichen Netzkapazität und - damit auch verbunden - wesentlichen Kostensteigerungen in den Projekten selbst.

Process model for the call for tenders and award according to procurement law for BIM projects shown at the example of the pilot project “ABS Stendal-Uelzen”
The article describes the procurement method for design services with building information modeling. The focus is to select suitable bidders with sufficient knowledge in Building Information Modeling even so there is no broad experience for that in the German market. As the public sector in Germany wants to implement BIM for infrastructure the public procurement law for sectoral contracting entities is applied.

Vorstellung der verwendeten Messtechnik und der Messverfahren

Innenraumrelevante Bauprodukte können als bedeutsame Emissionsquellen von flüchtigen organischen Stoffen auftreten und dabei in erheblichen Maß die Qualität der Raumluft beeinflussen. Öffentlich rechtliche Anforderungen an Bauprodukte zum Gesundheitsschutz der Raumnutzer sind in der europäischen Bauproduktenrichtlinie (89/106/EWG) und durch Umsetzung in nationales Recht im Bauproduktengesetz bzw. den Landesbauordnungen verankert. Mit der europäischen Bauprodukten-Richtlinie werden die notwendige Anforderungen an die Bereiche "Gesundheit, Hygiene und Umwelt" definiert, die im Grundlagendokument 3 der europäischen Kommission ausgeführt sind. Hierzu gehören besonders die Anforderungen Schadstoffemissionen aus Bauprodukten sowie Vermeidung und Begrenzung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Innenräumen. Da für die Umsetzung dieser gesundheitsbezogenen Anforderungen eine offiziell anerkannte Vorgehensweise bisher nicht vorliegt, hat der Bund-/Länderausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) Prüfkriterien zur gesundheitlichen Beurteilung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC- und SVOCEmissionen) aus Bauprodukten konkretisiert und veröffentlicht. Diese am Baurecht angelehnte Verfahrensweise stellt mit dem Ziel der Beschränkung von Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen aus Bauprodukten standardisierte Prüfnachweise sowie gesundheitlich relevante Bewertungsgrundlagen zur Verfügung. Vor dem Hintergrund bauaufsichtlicher Erfordernisse ermöglicht diese objektivierbare und besonders transparente Vorgehensweise zukünftig Verbrauchern, Architekten, Planern und auch Bauproduktherstellern innenraumrelevante Bauprodukte bereits im Vorfeld nach ihrer Schadstoff- und Emissionsrelevanz zu erkennen und zielgerecht einzusetzen.

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Der neue Dovenhof wurde auf einem Grundstück in der Innenstadt errichtet, das diagonal von einem U-Bahn-Tunnel unterquert wird. Für dessen Überbauung wurde eine Abfangekonstruktion erforderlich, die wegen beschränkter Bauhöhe nur als Spannbetonkonstruktion mit phasenweiser Vorspannung zu verwirklichen war. Schlechter Baugrund mit zahlreichen Hindernissen aus vorangegangener Bebauung, ein zu integrierendes, denkmalgeschütztes Bürgerhaus sowie unmittelbar angrenzende Hauptverkehrsstraßen bestimmten darüber hinaus die Grundstücksituation. Das im Grundriß 55 m x 90 m große Gebäude wurde als fugenloser Stahlbetonskelettbau errichtet. Wegen der ungewöhnlichen Baukörperform des Hochbbauteils wurden zur Ermittlung der Windbelastungen Windkanalversuche durchgeführt.

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Der vorliegende Beitrag zeigt, daß die Tragfähigkeit und die Steifigkeit eines textilbewehrten Bauteils durch Vorspannung deutlich erhöht werden kann. Besonderheiten, die bei der Vorspannung textiler Bewehrung beachtet werden müssen, werden herausgestellt. Neben den Anforderungen an die Textilien selbst werden insbesondere Fragen zur Einspannung, zum Verbund von textiler Bewehrung im Beton und auch Aspekte zur möglichen Bemessung angesprochen. Der innere und äußere Verbund des Textils sowie die notwendige Verbesserung des inneren Verbunds durch geeignete Maßnahmen sind in diesem Zusammenhang von großer Bedeutung.

Das Prinzip der Vorspannung wird im Stahlbetonbau häufig eingesetzt, um schlanke Tragkonstruktionen oder große Spannweiten zu ermöglichen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde das Prinzip der Vorspannung auf den konstruktiven Holzbau angewendet und deren Einfluss auf Tragfähigkeit, baudynamisches Verhalten und Bauteilverformungen untersucht. Die Verankerung der Spannkräfte wurde mittels Betonverankerungskörper realisiert, die das Prinzip der Vorspannung mit sofortigem Verbund verwenden. Der Beitrag beschreibt die theoretischen Untersuchungen zur Bemessung von vorgespannten Brettstapeldecken, die experimentellen Untersuchungen zur Entwicklung der Betonverankerungskörper, Großversuche zur Untersuchung der Tragfähigkeit und des Dauerstandverhaltens von vorgespannten Holzbauteilen sowie baudynamische Untersuchungen. Die Untersuchungen zeigen, dass durch eine Vorspannung das Verformungsverhalten von Brettstapelelementen verbessert werden kann, während das statische und dynamische Tragverhalten durch die Vorspannung kaum beeinflusst wird.

Prestressed timber components in structural timber construction - experimental and theoretical investigations of prestressed laminated timber panel ceilings
The principle of prestressing is frequently used in reinforced concrete constructions to allow slim structures or large spans. Within the framework of a research project, the principle of prestressing was applied to timber constructions and its influence on load-bearing capacity, structural dynamics and component deformation was investigated. The anchoring of the prestressing forces was realized by pre-tensioned concrete anchoring elements. The paper describes the theoretical investigations for the assessment of prestressed laminated timber panel ceilings, the experimental investigations for the development of concrete anchoring elements, large-scale tests for the analysis of the load bearing capacity and creep behavior of prestressed timber components as well as investigations on the dynamic behavior. The investigations show that prestressing can improve the deformation behavior of laminated timber panel ceiling elements, whereas the prestressing had no clearly determinable influence on the static and dynamic load-bearing behavior.

Durch die Weiterentwicklung von Beton zum Hochleistungswerkstoff wurden im konstruktiven Ingenieurbau dem Beton neue Einsatzbereiche erschlossen. Dies begann mit hochbelasteten Stützen aus B85 im Hochhausbau und hat mit der Erstellung von drei Brücken aus B85 (Sasbach/Baden-Württemberg, Buchole/Bayern und Rudisleben/Thüringen) einen weiteren Höhepunkt erreicht. Im Zuge dieser Weiterentwicklung wurden als neuartige Bewehrungselemente vorgespannte Betonstäbe entwickelt, die in der Lage sind, die in der Zugzone auftretenden Kräfte aufzunehmen, ohne selber aufzureißen. Hierdurch wird die Steifigkeit in der Zugzone erhöht, was eine Reduktion der Durchbiegung und Rißbreiten unter Gebrauchslasten bewirkt. Die Entwicklung der Betonstäbe begann 1992 am Institiut für Massivbau der TU Darmstadt unter Leitung des erstgenannten Autors. In Leipzig wurde von den Verfassern dieses Beitrages die Entwicklung der vorgespannten Betonstäbe weiter vorangetrieben und es konnte im Rahmen eines Pilotprojektes - der Fußgängerbrücke in Rudisleben/Thüringen - die effektive Umsetzbarkeit der Betonstäbe in der praktischen Anwendung demonstriert werden.

In Heft 7/2002 wurde für vorgespannte Betonstäbe aus hochfestem Feinbeton ein Verfahren vorgestellt, mit dem die Vorspannverluste der Betonstäbe auch nach dem Einbau in Betonbauteile berechnet werden können. Dieses Verfahren gilt für den baupraktisch eher seltenen Fall des Zustandes I, ist aber gleichzeitig Grundlage für den hier vorgestellten Berechnungsalgorithmus für Zustand II im rechnerischen Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Weiterhin wird über einen ersten Einsatz der Betonstäbe unter Baustellenbedingungen berichtet.

Das rasante Wachstum des Windenergie-Marktes in Deutschland hat in den letzten Jahrzehnten eine dynamische Weiterentwicklung der Windenergie-Technologie ermöglicht. Neue Konzepte auf den Gebieten der Konstruktion, Steuerung und Generierung führten zu Qualitäts- und Effizienzsteigerung der Windenergieanlagen. Wachsende Rotordurchmesser und Turmhöhen stellen neue Anforderungen an Tragwerksplaner und Baufirmen. Um die großen Lasten am Turmkopf sicher in den Baugrund zu leiten und um das Eigenfrequenzverhalten auf die Erregerfrequenzen der Windturbine abzustimmen, ist bei Turmhöhen über 100 m in der Regel ein vorgespannter Stahlbetonturm erforderlich. Der Beitrag wird die Entwurfskriterien für derartige Türme zusammenstellen und die für eine sichere dynamische Auslegung zu berücksichtigenden Einflüsse erläutern.

Bodenplatten stellen eine attraktive Gründungsmöglichkeit dar: Sie übernehmen nicht nur die Tragfunktion, sondern bilden auch einen dichten und durchgehenden Abschluß der Gebäudekonstruktion gegenüber dem Baugrund. Allerdings sind Bodenplatten hoch beanspruchte Bauteile, die entsprechend der Einwirkung hohe Biege- und Schubwiderstände erfordern. Eine entsprechende Konstruktionstärke mit hohen Bewehrungsgraden für Biegung und insbesondere für den Schub sind die Folge. Diesen hohen Beanspruchungen läßt sich jedoch sehr wirkungsvoll mit einer Vorspannbewehrung entgegenwirken. Im Gegensatz zur schlaffen Bewehrung ist die Vorspannung ein aktives Bewehrungselement. Der aktive Anteil der Vorspannbewehrung erzeugt Umlenkkräfte, mit denen die einzelnen Einwirkungen direkt aufgenommen und gleichmäßig über die Platte verteilt werden. Diese Direktabtragung reduziert folglich die Beanspruchungen und führt demzufolge zu schlankeren Konstruktionen mit geringeren Bewehrungsgraden. Die durch die Vorspannung erzeugte Druckspannung über den Plattenquerschnitt veringert die Rißbildung und erhöht die Dichtigkeit.

Der Beitrag befaßt sich mit der Vorspannung von geklebten CFK-Lamellen zur Verstärkung von Bauteilen aus Stahlbeton. Die experimentellen Untersuchungen zeigten, daß die Vorspannung von CFK-Lamellen einen sehr positiven Einfluß auf das Verhalten der verstärkten Bauteile ausübt. Die Verbesserungen betreffen sowohl den Gebrauchszustand (Verformungen, Rißbildung) als auch den Bruchzustand (Bruchwiderstand, Endverformungen). Das entwickelte Vorspannsystem erlaubt, CFK-Lamellen mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand auf Dehnungen von 6 bis 8 Promille vorzuspannen.

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Die Vorspannung von Bauwerken und Bauteilen ist eine Bauweise, die in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde. Durch diese Bauweise werden die Beanspruchungen und Verformungen von Bauwerken gezielt beeinflußt. Man erkannte bereits damals, daß durch das Vorspannen die Rißbildung im Beton reduziert bzw. vermieden werden kann. Diese Bauweise wurde besonders im Brückenbau mit großem Erfolg angewandt. Obwohl die Vorteile der Vorspannung im Hochbau in einigen Ländern wie z. B. in den USA und Australien sehr effizient genutzt werden, hat sich die Anwendung der Vorspannung im Hochbau in Europa bis jetzt noch nicht durchgesetzt. In Australien werden vorgespannte Decken ohne schlaffe Bewehrung schon seit längerem erfolgreich eingesetzt und die hierfür notwendigen Bemessungsregeln sind im AS 3600 (Australian Standard) festgehalten. Im Unterschied zu den USA, wo die Vorspannung ohne Verbund bevorzugt wird, werden in Australien nur Spannglieder mit Verbund verwendet.
Dieser Beitrag zeigt, daß bei vorgespannten Decken auf die schlaffe Bewehrung verzichtet werden kann und beschreibt die Entwicklung einer Bauweise, die es ermöglicht, Betondecken im Hochbau effizienter und wirtschaftlicher zu bauen.

Herrn Professor Dr.-Ing. Josef Hegger zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Einen Hauptforschungsschwerpunkt von Herrn Prof. JOSEF HEGGER zu benennen, ist bei einer solch langen und erfolgreichen Karriere im Bereich der Bauforschung kaum möglich. Ein ihm gewidmeter Beitrag sollte daher mehrere Forschungsthemen umfassen, um dem Jubilar gerecht zu werden. Nachfolgender Beitrag widmet sich daher sowohl dem Carbonbeton im Neubau als auch dem vorgespannten Beton. Konkret werden die Ergebnisse aus Biegeversuchen an einem werkstoffgerecht und formoptimierten Deckenelement dargestellt, die im Rahmen der Forschungsprojekte C3-V4.2 “Vorgespannter Carbonbeton für Straßenbrücken und Flächentragwerke” sowie C3-V1.5 “Abbruch, Rückbau und Recycling von C3-Bauteilen” innerhalb der deutschlandweiten Verbundforschungsinitiative “Carbon Concrete Composite - C3” durchgeführt wurden.

Prestressed slab elements made of carbon reinforced concrete. Experimental investigations and material-appropriate design of structural members
In regard of the long and successful career of Prof. JOSEF HEGGER, it is not easy to define his main research theme. Due to that fact it is necessary to include more than one research topic within a dedication article to make the grade. Therefore the following contribution deals with carbon reinforced concrete as well as the shear behaviour of concrete elements and prestressed concrete. In detail, experimental investigations and the design of slabs regarding the material behavior of carbon reinforced concrete will be described. These investigations are the result of the research projects C3-V.4.2 “Pre-stressed carbon concrete for road bridges and shell structures” and C3-V1.5 “Demolition, removal and recycling of C3 structures” within the German-wide joint research initiative “Carbon Concrete Composite - C3”.

Seit der Jahrtausendwende können Bauingenieure bei ihren Objektplanungen den Baustoff Beton in der Form von Ultrahochfestem Beton (UHPC) bzw. Ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) bei praktischen Bauvorhaben anwenden. Die wissenschaftliche Forschung und materialtechnologische Entwicklung für diesen neuartigen und innovativen Baustoff ist seit diesem Zeitpunkt als Grundlage für Planungen, Ausschreibungen und den praktischen Baustelleneinsatz weitgehend vorhanden. Die ersten Aktivitäten mit ultrahochfestem Beton in Österreich begannen in den Jahren 2005 und 2006 im Süden Österreichs in den Bundesländern Kärnten und Steiermark auf Initiative des Institutes für Betonbau an der TU Graz. Der Schwerpunkt wurde dabei auf die praktische Anwendung für die konstruktive Planung und Bauausführung auf Baustellen gelegt, obwohl es in Österreich derzeit weder anwendbare Normen oder Richtlinien dafür gibt. Die ersten praktischen Anwendungen in Österreich waren Brücken, die mit Unterstützung der Kärntner Landesregierung entstanden. Man erkannte, dass das Material UHPC besonders für die Fertigteilbauweise geeignet ist, weshalb die ersten Brückenkonstruktionen vorwiegend aus Fertigteilen in Kombination mit Spanngliedern geplant und gebaut wurden. Dabei konnte gezeigt werden, dass ein sinnvoller Einsatz eines neuen, aber auch teuren Hochleistungswerkstoffes mithilfe von modernen Montagemethoden wie z. B. dem Segmentklappverfahren dennoch zu wirtschaftlichen, wartungsarmen und architektonisch anspruchsvollen Bauwerken mit langer Lebensdauer führen kann.

Bericht über die Ausführung einer sehr schlanken Flachdecke mit Vorspannung ohne Verbund.

Herstellung und Berechnung von Druckrohren grösseren Durchmessers aus Stahl- und Spannbeton. Vorteile gegenüber Stahlrohren.

Im vorliegenden Beitrag werden die Grundlagen für den wirtschaftlichen Entwurf von vorgefertigten Gründungspfählen erörtert. Die Entscheidung bei der Wahl des bestgeeigneten von den sechs Hauptquerschnitten der Pfähle wird durch anschaulich dargestellte Anhaltswerte für die Berechnung von vollen und hohlen Pfählen erleichtert. Dargestellt sind die Stützenanordnungen bei ausgeglichenen Stützenmomenten mit Angaben für die Bemessung der Hilfseinrichtungen zum Heben der Pfähle mit drei und vier Stützstellen. Weiter werden die vereinfachten Vorarbeiten und die Hilfsausrüstung für die Herstellung von vorgespannten Rammpfählen und anderen schlanken vorgefertigten Bauteilen auf der Baustelle mit Anwendungsanleitungen beschrieben und Hinweise für den vorteilhaften Einsatz schienengebundener Großrammen gegeben.

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Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.
Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.

Prestressed CLT wind-turbine towers
Within a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.
By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.