The Üsküdar-Çekmeköy Metro Line (UCM), which is located on the Asian side of Istanbul, is an 18 km underground metro line with 27 km of TBM tunnel, 13 km of NATM tunnel and 16 stations. Apart from being a completely tunnelled station, it has several other features. It is the deepest station in this metro line with the platform depth 45 m below surface level. The station is being built in a complex geology that contains several passive fault zones. The ticket hall and technical rooms are also located in an NATM tunnel with an excavated width of 20 m. Most of the passenger circulation is planned to be carried out by elevators.
The station has been designed with two levels of NATM tunnels with four main elliptical shafts. The geology varies from very strong quartz arenite with a compressive strength of 77 MPa to highly weathered fault zones containing andesite. The complex geometry and geology of the station dictated utmost care for excavation and final lining design of the NATM sections in order to provide stability during excavation and sufficient structural capacity in case of a seismic event.

Das Bemessungsziel bei der Erdbebenauslegung eines Bauwerks ist das Sicherstellen einer ausreichenden Tragfähigkeit unter Berücksichtigung der Duktilität der Konstruktion. Mit experimentellen Untersuchungen an geschoßhohen Wänden wurde an der Universität Dortmund das Widerstands- und Verformungsverhalten von aussteifenden Mauerwerkswänden unter simulierten Erdbebenbelastungen bis zum Versagen identifiziert. Das nichtlineare Tragverhalten der Wände wurde in bezug auf Tragfähigkeit und Duktilitätspotential ausgewertet. In Abhängigkeit der Art des erreichten Grenzzustands zeigten die Mauerwerkswände unterschiedliche Werte für Duktilität. Mit rechnerischen Betrachtungen konnte gezeigt werden, daß innerhalb bestimmter Grenzen durch die Abstimmung der Konstruktionsparameter duktile Grenzmechanismen erreicht werden können. Ausgehend von repräsentativen Konfigurationen für aussteifende Wände wurden für Reihen- und Mehrfamilienhäuser die Tragwerksduktilität und der damit korrespondierende Verhaltensbeiwert für den Erdbebennachweis (vgl. EC 8 und DIN 4149) abgeschätzt.

Die z. T. übliche Bemessungspraxis für vertikale Stahlsilos führte wiederholt zu Unfällen. Im Beitrag werden die Gründe dafür untersucht. Zusätzlich werden vernünftige Versteifungen der Krafteinleitungsbereiche gezeigt, die in der Lage sind, das Versagen zu verhindern. Es wird eine Berechnungsmethode erläutert, die nur mit geringem Aufwand verbunden ist und die anhand eines Beispiels dargestellt wird. Dabei werden die Spannungsverteilungen an allen kritischen Stellen der Schale ermittelt.

Für den unendlich langen einfeldrigen Plattenstreifen mit wechselnden Auflagerbedingungen am Plattenrand, wie frei drehbar und eingespannt, werden die massgebenden Schnittgrössen angegeben.

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Die Berechnung von Deckensystemen deren Unterstützung durch Wände im Bereich von Türen entfällt. Es wird gezeigt, daß die Modellvorstellung des "deckengleichen Unterzugs" nur unzureichende Ergebnisse liefert.

Die Schnittkräfte in Massivplatten im Bereich von unterbrochenen Stützungen (deckengleicher Unterzug)

Die Knicklängenbeiwerte werden unter Voraussetzung eines konstanten E-Moduls ermittelt und gelten somit streng nur wenn die Schlankheiten beider Stabfelder im elastischen Bereich liegen. Die Ergebnisse werden tabellarisch in Abhängigkeit vom Verhältnis der Geschosshöhen, der Lagerungsbedingungen und der Normalkräfte in den Stützen aufgearbeitet.

Die Industrie 4.0, Digitalisierung und Automatisierung haben das Potenzial, den Werkstoff Stahlbeton unter anderem in Hinblick auf Ressourcenschonung, Vorfertigung, Dauerhaftigkeit, Qualität der Ausführung sowie viele weitere Aspekte entscheidend weiterzuentwickeln. Bereits jetzt können in Fertigungshallen immer häufiger Roboter und Robomaschinen angetroffen werden. In Anlehnung an diesen Trend werden im vorliegenden Beitrag derzeit durchgeführte Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Firmengruppe Max Bögl und der Universität der Bundeswehr München, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, vorgestellt. Die ersten erklärten Entwicklungsziele dieses Verbunds betreffen die Implementierung von Treibern der Digitalisierung und der Industrie 4.0 in die Planung und Herstellung von Stahlbetonfertigteilen. Hierzu wird in der digitalen Planung ein Prozess zur parametrischen 3D-Modellierung und Bahnplanung für Roboteranwendungen entwickelt. Die entstehenden Datensätze werden anschließend in der technischen Umsetzung unter Verwendung von Industrierobotern einerseits zur individuellen Fertigung von Bewehrungskörben, andererseits zur Herstellung alternativer Bauteilgeometrien mittels eines Beton-3D-Druck-Verfahrens verwendet.

Development of processes for the automated planning and production of individual reinforced concrete elements
Industry 4.0, digitalisation and automation are the topics of high interest for research and development in the construction industry and related institutions these days. As a result, robots and robotic machines can be found more and more frequently in production halls. Following this trend, this paper presents research and development work currently being carried out by the Max Bögl Group and the Institute of Structural Engineering of the Universität der Bundeswehr in Munich. The first declared development goals of this collaboration concern the implementation of drivers of digitalisation and Industry 4.0 in the planning and production of precast reinforced concrete elements. For this purpose, in digital planning, a process for parametric 3D modeling and path planning for robotic applications is being developed. The resulting data sets are then used in the technical implementation using industrial robots for the individual production of reinforcement cages on the one hand and for the production of alternative component geometries using a concrete 3D printing process on the other hand.

The methods of crack control for liquid-retaining RC tank walls are analysed taking into account external load (EN 1992-1-1) and imposed strain occurring at the construction stage (EN 1992-3), i.e. during the concrete-hardening period. The convergence ranges of the simplified method of crack control included in EN 1992-3 and the detailed calculation methods included in EN 1992-1-1 and EN 1992-3 are defined. Apart from the compatibility areas, overestimation of the acceptable reinforcing bar diameter &phgr;s*, illustrated in Fig. 7.103N in EN 1992-3, was proved. Coefficients k&phgr;1 and k&phgr;2 are defined, which enable the calculation of the acceptable reinforcing bar diameter &phgr;s* in order to obtain the values complying with the direct calculations. For practical purposes, graphs have been plotted to facilitate the definition of coefficients k&phgr;1 and k&phgr;2 without performing direct calculations. On the basis of the analyses performed and the relations proposed, it can be concluded that there is a possibility or a necessity to increase or decrease the acceptable reinforcing bar diameter &phgr;s* depending on the concrete mechanical properties and geometrical properties of an RC tank wall.

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In addition to the Koralm Tunnel, the station at Lavanttal, the Granitztal tunnel chain and the Jauntal bridge are key structures on the Koralmbahn line in Austria. The station at Lavanttal has many functions to fulfil. Passenger demands for this important high-speed rail station have to be fulfilled as well as the maintenance requirements. This is also the emphasis of the currently running design optimisation for the adjoining Granitztal tunnel chain. In addition to a current status report, the article reports on the first experience gained on this project with the implementation of Building Information Modelling, a working method for the production of a holistic digital model of the building or facilities.
Neben dem Koralmtunnel gehören der Bahnhof Lavanttal, die Tunnelkette Granitztal und die Jauntalbrücke zu den Kernbereichen der Koralmbahn. Der Bahnhof Lavanttal hat dabei vielfältige Funktionen zu erfüllen. Den Kundenansprüchen an einen hochrangigen Schnellzughalt muss dabei genauso entsprochen werden wie den Erfordernissen der Instandhaltung. Diese steht auch bei der anschließenden Tunnelkette Granitztal im Fokus der aktuell laufenden Planungsoptimierungen. Neben einem aktuellen Statusbericht berichtet der Artikel über die ersten Erfahrungen, die hier mit der Implementierung von “Building Information Modelling”, einer Arbeitsmethode zur Erstellung eines gesamthaften, digitalen Gebäude- bzw. Anlagenmodells, gemacht werden.

The new Koralm railway line between Graz and Klagenfurt will connect the Lavanttal region in Lower Carinthia to the European railway network. This area is already a sensitive junction point, where activities for the adjacent tunnel building contracts and the future InterCity station overlap concerning construction time and available space. Activities will intensify in the technical equipment installation phase and demand well coordinated preliminary planning. Extensive framework conditions and requirements were already taken into account in the planning of the railway line to the new station, which is to fulfil development and intermodal connection functions resulting in a purposeful and modern configuration, also taking maintenance and tunnel rescue into account. The construction, equipment and activation phases in the Lavanttal region are being coordinated with detailed planning of procedures and logistics, with regular updates and refinements.
Die Koralmbahn als neue Hochleistungsstrecke zwischen Graz und Klagenfurt wird künftig die Region Lavanttal in Unterkärnten an das überregionale Bahnnetz anbinden. Bereits in der Errichtungsphase ist dieser Bereich ein sensibler Knotenpunkt, an dem sich Bautätigkeiten in der Rohbauphase für die angrenzenden Tunnelbaulose sowie für den neuen, zukünftigen InterCity-Bahnhof zeitlich und räumlich überlagern. In der Ausrüstungsphase verdichten sich die Abläufe und erfordern im Vorfeld eine gut aufeinander abgestimmte Planung. In der eisenbahntechnischen Streckenplanung des neuen Bahnhofs, der eine Erschließungs- und Verknüpfungsfunktion mit verschiedensten Verkehrsträgern erfüllen soll, waren bereits umfangreiche Randbedingungen und Anforderungen zu berücksichtigen und führten zu einer zweckmäßigen und modernen Konfiguration unter Mitberücksichtigung der Instandhaltung und der Tunnelrettung. Die Rohbau- und Ausrüstungs- sowie Inbetriebnahmephasen im Raum Lavanttal werden durch detaillierte Ablauf- und Logistikplanungen mit regelmäßigen Aktualisierungen und Verfeinerungen aufeinander abgestimmt.

This article reports on incidents and measures which accompanied the implementation of the Wienerwald Tunnel project. The solutions found to problems that arose as work proceeded were important steps towards achieving a successful tunnelling process.

Asymmetrische Netzwerkbögen eröffnen dem entwerfenden Ingenieur neue gestalterische Möglichkeiten bei gleichzeitig guter Wirtschaftlichkeit und hoher Effizienz des Tragwerks. Im Gegensatz zu Stabbogenbrücken mit vertikalen Hängern befindet sich die Stützlinie in Netzwerkbögen ohne Hängerausfall für alle Lastfälle im Bogen. Daher muss die Bogenform nicht einem bestimmten Lastfall angepasst werden und kann asymmetrisch sein. Voraussetzung ist, dass auch dann eine Hängeranordnung entworfen wird, die Hängerausfall vermeidet. Die Schrittgrößen und die technische Machbarkeit entsprechen im Wesentlichen denen von symmetrischen Netzwerkbögen. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen asymmetrische Brückenstandorte sowie schiefwinklige Brücken und Brücken mit veränderlicher Breite.

Asymmetric network arch bridges.
Asymmetric network arch bridges offer new possibilities to the design engineers. At the same time they ensure both, economic and static efficiency. In contrast to tied arch bridges with vertical hangers, in network arches without hanger relaxation the line of thrust lies within the arch for all load cases. Therefore, the arch shape does not have to be adapted to a special load case and may be asymmetric. The requirement for this is, that a hanger arrangement is designed, which avoids hanger relaxation. Internal forces and technical feasibility are basically the same as in symmetric network arches. Possible applications are asymmetric bridge locations, skew bridges or bridges with variable width.

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In letzter Zeit werden Bauprojekte vermehrt mit Methoden des BIM (building information modeling) abgewickelt. Das Marketing der Softwarehersteller einerseits sowie die Initiativen zahlreicher Länder und sonstiger öffentlicher Institutionen andererseits führen dazu, dass bei neuen Projekten fast standardmäßig die Frage im Raum steht, ob diese mittels BIM abgewickelt werden sollen. Mancherorts wird BIM bei öffentlichen Aufträgen schon vorgeschrieben oder eine solche Verpflichtung steht unmittelbar bevor. Viele Pilotprojekte wurden bereits abgeschlossen, und auf die anfängliche Euphorie folgte die Ernüchterung. Oftmals brachte BIM nicht die gewünschten - fast schon versprochenen - Einsparungen oder Verbesserungen. Dieser Bericht zeigt, welche falschen Hoffnungen bei der Einführung von BIM eine Rolle spielen und warum diese nicht erfüllt werden können. BIM als Methode mit transparenten Prozessen, einer offenen Kommunikation und einer neuen Fehlerkultur steht im Gegensatz zur derzeitigen Arbeitsweise in der Baubranche. Es wird dargelegt, wie BIM auf technologischer Ebene grundsätzliche soziale und kulturelle Probleme in Bauprojekten lösen sollte und welche Grundvoraussetzungen für ein Gelingen zu schaffen sind.

High hopes - why BIM does not pay off (yet)
Recently, BIM (Building Information Modeling) had been implemented in a rising number of projects. Marketing by software vendors and administrations initiatives, respectively, lead to the consideration of using BIM in almost every new project. In some countries BIM is already mandatory for public construction project, in many others this will be the case soon. First trial projects have been finished, and enthusiasm has given way to a more sober assessment. Great improvements could not be achieved as expected or even promised. This report shows how false hopes had played an important part during the implementation of BIM, and why these expectations could not be met. BIM with its transparent processes, its need for open communication and a new culture of failures stands in opposition to the governing situation within the construction industry. A description is given to the extent how BIM as a technology should have solved problems that are of a social or even cultural nature, and describes requirements for a successful implementation.

Untersuchung der Strömungsverhältnisse, die durch Auskiesungen im Deichhinterland entstehen und deren Auswirkungen auf die Qualmwassermengen, die Standsicherheit der Kiesgrubenböschungen und auf die Standsicherheit der Deiche. Es wird eine allgemeine Beschreibung der Grundwasserströmungen und deren Potentiallinien für die Strömung vom Fluß zur Kiesgrube mitgeteilt und die Ergebnisse eines Versuchs zu dieser Problematik vorgestellt.

Beschreibung der physikalischen Vorgänge beim Einrammen und Eindrücken von Sonden in nichtbindige Böden. Es werden die verschiedenen Einflüsse wie Grundwasserstand, Vorbelastung, Lagerungsdichte usw. auf die Auswertung der Sondierungen erläutert.

Drohnen haben längst den Himmel über Deutschland erobert. Abseits von den Negativschlagzeilen aus unüberlegter privater Nutzung leisten sie längst wertvolle “professionelle” Dienste. Sie werden für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt. Einige Einsatzgebiete sind noch sehr experimentell, andere Einsätze haben sich etabliert. Die Vermessung mit Drohnen ist seit Jahren erprobt und gehört bei einigen Ingenieurbüros schon zum Arbeitsalltag. Verkürzt kann man sagen, dass die vermessungstechnische Nutzung von Drohnen immer dann ein Mittel der Wahl ist, wenn es im Bau- und Planungssektor entweder um die Dokumentation von dreidimensionalen Bestandsobjekten geht oder eine maßstabsgetreue Visualisierung des Ist-Zustandes zusätzlich zu einem üblichen CAD-Plan hilfreich ist.

Das 18. Jahrhundert verfügte weder über graphische noch über analytische Verfahren der Baustatik in unserem Sinne. Selbst die meisten der heute geläufigen Termini waren damals noch nicht definiert. Deshalb ist es häufig sehr schwierig, Gutachten oder Briefe, die das Tragverhalten von Bauwerken dieser Zeit beschreiben, richtig zu deuten. Ein Beispiel hierfür gibt die in der Geschichte des Bauingenieurwesens berühmt gewordene, statisch-konstruktive Polemik über die Lastableitung in der Frauenkirche zu Dresden. Die dokumentierten, legendär gewordenen Risse in ihrem Tragwerk führten gleich nach der Zerstörung 1945 - also schon während der ersten Wiederaufbaueuphorie - unter den Ingenieuren zu der Frage, ob die mit diesem Mangel belastete Dresdner Frauenkirche denn auch ein Meisterwerk der Ingenieurkunst wäre oder nicht. Deshalb wird der archäologische Wiederaufbau der Kuppel nach wie vor in der Öffentlichkeit engagiert diskutiert. Im Vordergrund stehen dabei zwei Auffassungen: einmal, daß richtiger sei, die ursprüngliche Bährsche Konstruktion wieder aufzubauen und die Rißbildung durch eine zusätzliche Korrekturkonstruktion zu verhindern, und zum anderen, daß es besser wäre, die Bährsche Konstruktionsidee zu verwirklichen, die - als Tragende Steinerne Glocke - die Rißbildung gar nicht erst zuläßt. Da auch in Fachkreisen Unsicherheit darüber herrscht, inwieweit die Konstruktionsidee George Bährs archivalisch belegbar ist, soll dieser Nachweis im folgenden geführt werden. Eine vergleichende Betrachtung beider Konzepte beschließt die Ausführungen.

Die STEINERNE GLOCKE der Frauenkirche zu Dresden war durch die Überhöhung ihrer Hauptkuppel, durch die besonders gestaltete Gliederung ihrer Innenkuppel und durch die glockenförmige Gestalt ihrer Außenkuppel ausgezeichnet. Diese Charakteristika haben in Verbindung mit dem zwischen Innen- und Außenkuppel angelegten, spiralförmig gewendelten Gang entscheidenden Einfluß auf die Statik der gesamten Kuppelkonstruktion. Computergestützte Analysen geben einen Einblick in die Bedeutung dieser Einflüsse auf das Tragverhalten der Kuppel.

Die in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts von George Bähr geschaffene Frauenkirche zu Dresden war nicht nur das bedeutendste architektonische Werk des protestantischen Sakralbaues, sondern durch die einzigartige, glockenförmige Gestaltung ihrer Kuppel auch eine überragende Ingenieurleistung. Leider mußte das von George Bähr mit so großer Entschiedenheit verteidigte statische Konzept der STEINERNEN GLOCKE eine Vision bleiben, da die für die konstruktive Umsetzung dieser Idee erforderlichen theoretischen Einsichten damals noch nicht vorlagen. Es werden die Gutachten G. Bährs und G. Chiaveris interpretiert und die These aufgestellt, daß beim archäologischen Wiederaufbau das Konzept G. Bährs verwirklicht werden kann.

Roads in the municipal Berchtesgaden are among the traffic infrastructure in Germany most highly endangered by natural hazards. Landslide, avalanche, rockfall and debris flow events led to repeated accidents and road closures. In order to improve the safety of main roads, a three-stage approach has been introduced by the responsible road authority, especially in the light of finding the most suitable and sustainable solutions quickly. The first stage was a systematic spatial detection and delineation of all risk areas, as well as assessment of the level of risk and the resulting urgency. Based on this assessment, a more detailed investigation was conducted, leading to the development of tailored protection concepts. The main criteria for the entire design phase of any measure have always been the necessary level of protection, reasonable costs and environmental compatibility. Matching all these requirements is critical for rapid construction and therefore a reasonable use of resources. A good example of this approach is the integral protection concept for the B 21 main road with its central structure of a multifunctional protection gallery near Baumgarten. This has been completed recently, and several other projects are currently under construction.
Die Straßen im Landkreis Berchtesgadener Land zählen zu den am stärksten durch Naturgefahren gefährdeten Strecken in Deutschland. Rutschungen, Lawinen-, Steinschlag- und Murereignisse führen hier immer wieder zu Unfällen und Straßensperrungen. Um die Sicherheit auf den überregionalen Straßen bestmöglich, nachhaltig und schnell zu verbessern, wurde vom zuständigen Staatlichen Bauamt eine dreistufige Vorgehensweise eingeführt. Sie soll helfen, Mittel gezielt einzusetzen, Maßnahmen an den dringendsten Punkten zu realisieren und langwierige, teure Fehlplanungen zu vermeiden. Erster Schritt war die räumliche Erfassung und Abgrenzung aller Gefahrenbereiche sowie die Beurteilung des jeweiligen Risikos und der daraus resultierenden Dringlichkeit. Erst nach dieser Bewertung konnten in einem nächsten Schritt vertiefte Untersuchungen stattfinden und mit der Entwicklung von Schutzkonzepten begonnen werden. Entscheidend für die Umsetzung einer Maßnahme sind dabei die Schutzwirkung, die Wirtschaftlichkeit und die Umweltverträglichkeit einer Planung. Ein gutes Beispiel für diese Vorgehensweise ist das derzeit in Bau befindliche integrale Schutzkonzept an der Bundesstraße 21 mit seinem zentralen Bauwerk, der multifunktionalen Schutzgalerie bei Baumgarten.

Die Ermittlung des Temperaturverlaufs und der Wärmespannungen in Sandwichplatten, hauptsächliche Anwendung für Wärmedämmverbund-Systeme von Aussenbauteilen.