Ultrahochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) erfordert zur Sicherstellung ausreichender Duktilität den Einsatz einer “Bewehrung”, die meist in Form von Fasern während des Mischprozesses zugegeben wird. Herstellung und Verarbeitung werden hierdurch beeinflusst, und infolge der zufälligen Ausrichtung und Verteilung der Fasern innerhalb der UHPC-Matrix ist eine zuverlässige Berechenbarkeit des Materialverhaltens nicht gewährleistet. Als Folge einer fehlenden Betondeckung führen oberflächennahe Stahlfasern zudem zu Korrosionsflecken.
Im vorliegenden Beitrag wird ein Faserersatz in Form einer gerichteten Mikrobewehrungsmatte aus dünnen Stahldrähten hinsichtlich des Trag- und Verformungsverhaltens in UHPC vorgestellt. Dabei werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen von faser- und mikrobewehrtem UHPC mit identischem Stahlgehalt verglichen sowie der Einfluss auf das Tragverhalten bei unterschiedlicher Ausrichtung der Mikrobewehrung und Verdoppelung des Stahlgehaltes dargestellt. Begleitende numerische Untersuchungen belegen, dass das Trag- und Verformungsverhalten des Verbundwerkstoffes zuverlässig zu berechnen ist.

Micro-reinforced Ultra High Performance Concrete (UHPC) - Structural behaviour
With intent to provide a ductile failure and to use UHPC to full capacity usually steel fibres are added during the mixing process. The impaired workability as well as random orientation and spreading of the fibres are beside the spots of corrosion resulting from near-surface fibres the main disadvantages of the use of steel fibres.
Within this paper a micro-reinforcement as replacement for steel-fibres is introduced with respect to the structural behaviour of the composite material. To outline the comparability in structural behaviour the results of the experimental investigations on micro-reinforced UHPC are constantly compared to the results of fibered UHPC. Additional investigations concerning the orientation of the micro-reinforcement show an influence on the structural failure. Beside the experimental tests nonlinear finite element simulations were performed. The simulations and the test results show substantial similarities in crack propagation, ultimate deformation and bearing capacity.

Eine frühe Integration der tragwerksplanerischen Expertise in den Prozess des Gebäudeentwurfs ermöglicht eine effiziente Unterstützung der hochkomplexen Planungsentscheidungen. Zur Bereitstellung und Verwendung des dafür geeigneten Erfahrungswissens des Ingenieurwesens wurde ein wissensbasiertes System (WBS) entwickelt. Dieses kann durch den Einsatz von entwicklungsstufenbezogenen unscharfen Wissensbanken sowie zugehöriger Inferenzsysteme eine Beurteilung von Tragstrukturen und Vorschläge von Entwurfsoptionen leisten. Das Entwicklungsstufensystem enthält eine Bewertung von Tragsystemen basierend auf der Possibilitätstheorie und umfasst Konzepte der adaptiven Entwicklungsstufen. Durch den Einsatz der leicht verständlichen Formulierung von Regeln im Modus Ponens und von Inferenzmechanismen der Fuzzy Logic wird dabei die Nachahmung des menschlichen Entscheidungsverhaltens ermöglicht. Zur Akquise des Wissens werden Parameterstudien mit der Berechnung und Bemessung von Tragelementen des Stahlbetonbaus durchgeführt. Praxiserfahrungen bestimmen die für die im üblichen Hochbau zu erwartenden Strukturen zu berücksichtigenden Wertebereiche. Mechanismen zur Berücksichtigung einer möglichen Ungewissheit von Entwurfsgrößen werden bereitgestellt. Das resultierende WBS ermöglicht schließlich eine Steigerung der Effizienz des Planungsprozesses bereits in frühen Planungsphasen.

AI-methods for the integration of structural design knowledge in early phases of the building design process
The early integration of the structural design expertise in the building planning process allows an efficient support of the involved highly complex decision-making. A knowledge-based system (KBS) is developed for the supply and the usage of suitable engineering experience knowledge. This performs an evaluation of bearing structures and the proposal of design options through the application of development level dependent fuzzy knowledge bases and related inference systems. The levels of development include the assessment of structures based on the possibility theory and comprises concepts of adaptive detailing. An imitation of the human decision-making behavior is achieved by the use of an easily understandable formulation of rules following the Modus Ponens and Fuzzy Logic inference mechanisms. Acquisition of applicable knowledge is based on parametric studies covering the calculation and design of structural elements that initially are carried out for reinforced concrete components. Considerable value ranges are determined based on practical experiences. Additionally, mechanisms for the consideration of uncertain parameters are provided. The resulting (KBS) system enables an efficiency increase in the early planning process.

Aufgrund der Anforderungen an den Wärmeschutz ist die Ausführung einschaliger Außenwände aus Normalbeton bereits seit einigen Jahrzehnten nicht mehr praktikabel. Um den bauphysikalischen Anforderungen gerecht zu werden, sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen wie die Anbringung von Wärmedämmverbundsystemen oder die Ausführung als zweischalige Wandkonstruktion mit Kerndämmung erforderlich, aus denen gestalterische, konstruktive oder wirtschaftliche Nachteile resultieren können. Bisherige Versuche, einschalige Außenwände aus Leichtbetonen herzustellen, erfordern wegen der verhältnismäßig geringen Druckfestigkeiten oder der im Vergleich zu anderen Außenwandkonstruktionen noch immer höheren Wärmeleitfähigkeiten stets sehr große Wanddicken. Das Institut für Massivbau (IfM) der Universität Duisburg-Essen hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoff-Forschung des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) durch Einbettung von Quarzglas-Aerogelgranulat in UHPC-Matrizen einen Hochleistungsaerogelbeton entwickelt, der ein sehr günstiges Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweist [1]. Nachfolgend werden die mechanischen und bauphysikalischen Eigenschaften des neuen Werkstoffs vorgestellt.

Development of High Performance Aerogel Concrete
Because of requirements for thermal insulation the realization of single-leaf walls made of normal concrete is not feasible for a couple of decades. Thus, additional means such as external thermal insulation systems or cavity walls with core insulation are normally necessary, which are accompanied by creative, constructive or economical disadvantages. Previous attempts to produce single-leaf walls with lightweight concretes lead to huge wall thicknesses due to the low compressive strength or the higher thermal conductivities of lightweight concretes. By embedding silica aerogel granules in a high strength cement matrix, the Institute for Structural Concrete (ISC) at the University of Duisburg-Essen developed a High Performance Aerogel Concrete (HPAC) in cooperation with the Institute of Materials Research of the German Aerospace Center (DLR). The HPAC exhibits a remarkable relation between compressive strength and thermal conductivity [1]. The following report covers the mechanical and the building physics properties of the new material.

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Die Sicherheit und Nutzungsfähigkeit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken hat eine sehr große Bedeutung für die heutige Gesellschaft. Eingeschränkte Verkehrsnetzwerke führen zu bedeutenden ökonomischen und gesellschaftlichen Konsequenzen. Gerade in Zeiten, in denen Berichte über gealterte und geschädigte Tragwerksstrukturen für Aufsehen sorgen, während öffentliche Mittel für eine Sanierung nur noch begrenzt zur Verfügung stehen, sind innovative Lösungen gefragt. Bauwerksüberwachung ist eine Möglichkeit, die gebotene Sicherheit von Bauwerken auf Dauer zu gewährleisten. Mit Hilfe geeigneter Überwachungsstrategien läßt sich die Nutzungsdauer bestimmen, die bis zu einer Sanierung oder Erneuerung verstreichen darf, ohne eine Gefährdung der Nutzer in Kauf zu nehmen.
Bisher hat sich jedoch eine planmäßige Überwachung von Bauwerken - mit Ausnahme von Ingenieurbauwerken im Zuge von Straßen und Wegen - noch nicht durchgesetzt, vor allem weil sie aufwändig und kostenintensiv ist. Dank weltweiter Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet lassen sich aber Inspektions- und Monitoringstrategien mittlerweile so optimieren, so daß sie für vielfältige Anwendungen attraktiv werden. Im Teilprojekt A1 des Sonderforschungsbereiches (SFB) 477 wurde eine Methodik (“Framework”) für die zuverlässigkeitsorientierte Bewertung von Bauwerken erarbeitet, die eine Optimierung von Bauwerksüberwachungsmaßnahmen und die kontinuierliche Auswertung des Bauwerkszustandes erlaubt. In diesem Beitrag wird das Grundkonzept der Methodik erläutert und seine Anwendung am Beispiel eines “Ersatzbauwerkes” veranschaulicht.

Zur Zeit läuft die Genehmigungsplanung für die Elbphilharmonie in Hamburg. Das Projekt wird bis zum Baubeginn, der bereits für Anfang 2007 geplant ist, weiter konkretisiert und planerisch verfeinert.
Die architektonische Idee, auf dem alten, 1964 gebauten Kaispeicher eine Philharmonie mit Luxuswohnungen und einem Hotel aufzusetzen, wurde im Rahmen eines Investorenprojektes entwickelt. Diese Idee war so überzeugend, daß sie in der Bevölkerung eine sehr breite Basis fand und nun planerisch umgesetzt wird, mit dem Ziel, dieses einmalige und für Hamburg wichtige Projekt nicht nur zu planen, sondern auch zu bauen.

The article concerns the construction of the Kopswerk II pressure tunnel and associated works. Important details of the construction and construction sequence are described, particularly the logistics of a large site in the high mountains. In addition to a summary of the various drill and blast tunnels, the article concentrates on the TBM drive and the drilling and grouting works in the pressure tunnel.
Der Beitrag befasst sich mit den Bauarbeiten für den Druckstollen des Kopswerkes II und dessen Nebenanlagen. Dabei werden die Eckpfeiler der Bauausführung und des Bauablaufes, insbesondere auch die Logistik einer Baustelle im Hochgebirge beschrieben. Neben einem Abriss über die verschiedenen Sprengvortriebe wird vor allem über den TBM-Vortrieb und die Bohr- und Injektionsarbeiten im Druckstollen berichtet.

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An Klebverbindungen werden im Konstruktiven Holzbau hohe Anforderungen hinsichtlich Güte und Dauerhaftigkeit gestellt. Mit 1-K PUR, MUF und PRF verklebte Lamellen aus Rotbuche und Fichte wurden einer Freibewitterung, einer künstlichen Bewitterung und einem feucht-trocken Wechselklima ausgesetzt. Nach einer abgestuften Behandlungsdauer wurden die Zugscherfestigkeit sowie die Schalllaufzeit senkrecht zur Klebfuge und die Eigenfrequenz bei Biegeschwingungen bestimmt. Ergänzend wurde die Delaminierungsbeständigkeit an Brettschichtholz aus Fichte nach DIN EN 302-2 durchgeführt. Im untersuchten Behandlungszeitraum wurde bei allen Proben keine erkennbare Delaminierung festgestellt. Ein Zusammenhang zwischen Behandlungsdauer und Zugscherfestigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Ebenso bestand keine gesicherte Korrelation zwischen der Zugscherfestigkeit und der Schalllaufzeit sowie der Eigenfrequenz.

Investigations on the failure of bond lines under long-term climatic stress.
With 1-K PUR, MUF and PRF parallel to the grain glued lamellas of spruce and beech were exposed to different climatic loads (natural and artificial weathering, controlled alternating moist-dry climate). All adhesives are approved for use in timber construction. After shortening the weathering duration running time of ultrasonic, vertical to the bonding layer and tensile shear strength were measured. In addition, delamination tests of glued spruce wood were carried out according to DIN EN 302-2. Investigation of the samples after the test period revealed no signs of delamination. No correlation was verified between the number of cycles and tensile shear strength and NDT methods.

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Der Aufsatz behandelt das Tragverhalten, die Ergebnisse von Scheiteldruckversuchen und deren Nachrechnung, ein Verfahren zur Bemessung der Rohre und Fragen der Dauerhaftigkeit und Qualitätssicherung von Rohren aus Stahlfaserbeton.

Für Bauten beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen gelten verschärfte Bedingungen hinsichtlich der Dichtheit und Dauerhaftigkeit. Wie Untersuchungen der Ruhr-Universität Bochum und des Institutes für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der Technischen Universität Braunschweig gezeigt haben, kann durch die Verwendung von Stahlfasern bei diesen Bauwerken sowohl die Dichtheit als auch Dauerhaftigkeit gesteigert werden. Über die Behandlung von Stahlfaserbeton in der Richtlinie des DAfStb und über Anwendung von Stahlfaserbeton bei Bauwerken im Umgang mit wassergefährdenden Stoffen wird berichtet.

The Kitzsteinhorn, Salzburg, represents an ideal environment for rockfall simulations in high mountains due to its local infrastructure, the geological conditions and the presence of permafrost. Through climate change and the associated alteration of the glacier and the distribution of permafrost, mass movements increasingly occur in the form of rockfalls and rock slides. In order to improve the understanding and prediction of these gravitational processes, existing models have to be calibrated and adapted or their results have to be verified. As part of the MOREXPERT project, “Monitoring Expert System for Hazardous Rock Walls” (Rockfall 7.1) and 3D (Rockyfor3D 4.1) rockfall simulations were performed. The results of the 3D simulations could be validated directly using orthophotos. It turned out that the modelling results fit very well with the deposits below the investigation area on the glacier and also with the accumulation of debris in the channels and ledges in the face. The largest factor of uncertainty for both programmes is the coverage of snow and ice, respectively the surface of the glacier. As these parameters change with various time scales (hours to years), any simulation of events in the high mountains only represents a snapshot. In order to obtain an overview of the rockfall danger of the entire investigation area, 3D modelling has proved advantageous in addition to the detailed mapping of the terrain. 2D modelling is also useful for a more detailed understanding of rockfall processes in individual zones of the rock face, and its results are ideal for the design of protection measures.
Das Kitzsteinhorn, Salzburg, stellt aufgrund der örtlichen Infrastruktur, den geologischen Gegebenheiten und des Vorkommens von Permafrost ein ideales Umfeld für eine Steinschlagsimulation im Hochgebirge dar. Durch den Klimawandel und den damit verbundenen Veränderungen der Gletscher und der Permafrostverteilung, treten zunehmend Massenbewegungen in Form von Steinschlägen und Felsstürzen auf. Um diese gravitativen Prozesse besser verstehen und vorhersagen zu können, müssen bestehende Modelle kalibriert und adaptiert bzw. deren Ergebnisse validiert werden. Im Rahmen des Projekts MOREXPERT, Entwicklung eines Expertensystems zur Überwachung gefährlicher Felswände, wurden 2D- (Rockfall 7.1) und 3D- (Rockyfor3D 4.1) Steinschlagsimulationen durchgeführt. Die Ergebnisse der 3D-Simulationen konnten anhand von Orthophotos direkt validiert werden. Es zeigte sich, dass die Modellergebnisse sehr gut mit den Ablagerungen unterhalb des Untersuchungsgebiets auf dem Gletscher als auch mit den Geröllansammlungen in den Rinnen und Verflachungen in der Wand übereinstimmen. Den größten Unsicherheitsfaktor für beide Programme stellte die Oberflächenbedeckung durch Schnee und Eis bzw. die Gletscheroberfläche dar. Da sich diese Parameter innerhalb unterschiedlicher Zeitskalen (Stunden bis Jahre) ändern, stellt jede Simulation im Hochgebirge nur eine Momentaufnahme dar. Um einen Überblick zur Steinschlaggefährdung des gesamten Untersuchungsgebiets zu erhalten, hat sich neben der detaillierten Geländekartierung eine 3D-Modellierung als vorteilhaft erwiesen. Zum näheren Verständnis der Steinschlagprozesse in einzelnen Wandbereichen bietet sich die 2D-Simulation an. Deren Ergebnisse können idealerweise für die Planung von Schutzbauten herangezogen werden.

Die Erfindung der gespannten Seilnetzfassade im Jahre 1989/1990 für das Hotel Kempinski in München stellte einen Meilenstein auf dem Weg zu optimaler Transparenz von Glasfassaden dar. Diese Innovation prägte die Glasarchitektur danach ganz wesentlich und führte zur weltweiten Anwendung und infolge versäumten Patentschutzes auch zur weltweiten Kopie. Die tragende Konstruktion besteht aus einem ebenen einlagigen gespannten Seilnetz, an dessen Knoten die quadratischen oder rechteckigen Glasscheiben punktförmig befestigt sind, ohne das Glas zu durchbohren. Dadurch verlaufen die Seile genau hinter den vertikalen und horizontalen Glasfugen und werden als Konstruktion fast nicht mehr wahrgenommen. Die Konstruktion benötigt einem Tennisschläger gleich tragfähige Ränder, welche die Vorspannkräfte aufnehmen, besser noch, kurzschließen.

Es werden anschauliche Bildungsprinzipien für beliebig doppelt gekrümmte, sich aus ebenen Viereckelementen zusammensetzende Schalenflächen vorgestellt. Dadurch wird es möglich, trotz doppelter Flächenkrümmung ebene Verglasungen bzw. ebene Schalelemente einzusetzen, eine wesentliche Voraussetzung für wirtschaftliche verglaste, opak verkleidete oder betonierte Schalentragwerke.

Gefordert waren kurze Montagezeiten, geringe Konstruktionshöhen, große Nutzungsflexibilität und gute Installierbarkeit. Ein Stahlverbundtragwerk aus 9,60 m weitgespannten Walzträgern bzw. 19,20 m weitgespannten Fachwerkträgern mit 15 bis 20 cm dicker Verbunddecke wurde diesen Anforderungen am besten gerecht. Die viergeschossige Halle im Zentrum des Gebäudes wird von einem Glasdach überspannt, das von vorgespannten, fischbauchartigen Seilbindern getragen wird.

Es werden Diagramme zur Rissbreitenbegrenzung für zwangbeanspruchte Stahlbetonbauteile bereitgestellt; mit ihnen können alle wesentlichen Einflussgrössen auf die Rissbreite berücksichtigt werden. Mit vier Beispielen wird gezeigt, wie die Mindestbewehrung für Zwang mit den Diagrammen auf einfache Weise ermittelt werden können.

Im Kurort Badenweiler wurde im Zuge der Modernisierung der Thermenanlagen eine Verbindung zwischen zwei bestehenden Bauten mit einer Ganzglaskonstruktion geschaffen. Dieser Aufsatz berichtet von Entwurf, Konstruktion und Bemessung des Glashauses sowie dem verwendeten Sicherheitskonzept.

Durch eine komplett verglaste Überdachung des ehemaligen Außenbeckens der Römertherme in Baden bei Wien wurde eine großzügige, transparente Schwimmhalle als Kernstück eines modernen Kurbades geschaffen. Einfache stählerne Hängebänder im Abstand von 1,50 m spannen frei über knapp 30 m und bilden das minimierte und filigrane Tragwerk des Schwimmhallendaches. Über schrägstehende Baumstützen werden die zugbeanspruchten Hängebänder in die Fassadenrichtung umgelenkt und bilden hier die Fassadenprofile, welche über Spannanker im massiven Kellergeschoß rückverankert sind. So entstand eine äußerst transparente Gebäudehülle mit deutlich ablesbarem Kraftfluß.

Die Verbindungswege zwischen den einzelnen Bereichen der neuen Messe Mailand werden größtenteils durch architektonisch sehr reizvolle Stahl-Glas-Konstruktionen überdeckt. Am Haupteingang entsteht das "Logo": eine zweiachsig gekrümmte Freiformfläche, die mit ca. 39 m wie ein Vulkan in die Höhe ragt und somit bereits von der Ferne als Wahrzeichen zu erkennen sein wird. Ein 1300 m langes und 30 m breites freigeformtes Glasdach, das sog. "Vela", erschließt in der Hauptachse der Messe die einzelnen Hallen und nimmt die in Sichtweite befindlichen Alpen in seiner Formgebung wieder auf. Hauptsächlich am Beispiel des "Logo" beschreibt der Beitrag neben der allgemeinen Entwurfsidee schwerpunktmäßig die Prinzipien zur Ermittlung der Netzgeometrie und die Besonderheiten der Tragstruktur der zweiachsig gekrümmten Freiformflächen.

The collaboration of architect and engineer has been of particular importance to Jörg Schlaich during his professional life. The prevailing attitude that the architect is responsible for the design and details and the engineer for the statics has always been absurd to him. He believes the highest level of design is achieved when the engineer is involved from the beginning of the design process, in the conceptual design phase when architect and engineer are prepared to listen to each other and build upon a collaborative process. Such a relationship exists between schlaich bergermann und partner and the studio of artist/designer James Carpenter - a relationship that started in the 1980’s on the design of bridges, sculptures and building elements. The impetus for this long collaboration has always been to minimize structure and maximize light as a defining characteristic of the public realm.
The authors think that the Sky Reflector-Net for the Fulton Center is a good example of this fruitful collaboration, in this case between James Carpenter and his studio, James Carpenter Design Associates (JCDA), architect, Grimshaw Architects, design engineer, schlaich bergermann und partner (sbp) and final design engineer, Arup working together to fully integrate this ambitious artwork within a very complex program.
Das Sky Reflektor-Net für das Fulton Center, New York. Die Zusammenarbeit zwischen Architekt und Ingenieur beschäftigte Jörg Schlaich während seines gesamten Berufslebens. Die vorherrschende Meinung, der Architekt sei für das Design und die Details und der Ingenieur nur für die Statik verantwortlich, war für ihn schon immer absurd. Für Jörg Schlaich wird ein optimaler Entwurf nur dann erreicht, wenn der Ingenieur von Anfang an beim Entwurf mitwirkt, wenn man die Sprache des anderen versteht und wenn beide bereit sind, aufeinander zu hören. Auf dieser Basis baut die Zusammenarbeit zwischen schlaich bergermann und partner (sbp) und dem Atelier von Künstler/Designer James Carpenter (JCDA) auf eine Beziehung, die in den 1980er Jahren mit der Gestaltung von Brücken, Skulpturen und Gebäudeelementen begann und bis heute andauert. Anlass dieser langen Zusammenarbeit war stets, die Konstruktion zu minimieren und das Licht als wichtiges Entwurfselement im öffentlichen Raum zu maximieren.
Die Autoren glauben, dass das Sky Reflektor-Net für das Fulton Center ein gutes Beispiel für eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen James Carpenter mit seinem Studio James Carpenter Design Associates (JCDA), dem Architekten Grimshaw Architects, dem Entwurfsingenieur schlaich bergermann und partner (sbp) und dem Ingenieur für die Ausführungsplanung Arup darstellt, ohne die so ein ehrgeiziges Kunstwerk nicht reibungslos in eine so komplexe Gesamtplanung eingebunden werden kann.

Auf dem Konzerngelände eines weltweit tätigen Pharmakonzerns in Basel wurde ein vom Architekten Frank O. Gehry entworfenes skulpturales Bürogebäude geplant und fertiggestellt. Besonderes Augenmerk ist die transparente Stahl-Glas-Hülle, die aus verschieden zusammengesetzten Fassadenflächen besteht. Um die freie Geometrie dieses Gebäudes möglichst nahe an der Entwurfsidee in die Realität umzusetzen, wurde für alle Planungsbeteiligten verbindlich das CAD-Programm CATIA in den Planungsprozess integriert. Das Ingenieurbüro schlaich bergermann und partner hat die komplette Tragwerksplanung (Entwurf, Ausführung, Bauüberwachung) erstellt. Dieser Beitrag beschreibt die Besonderheiten bei Entwurf, Konstruktion sowie Herstellung und Montage der ungewöhnlichen Stahl-Glas-Hülle.

The free operation of surfaces and steel bars.
On the premises of a worldwide operating pharmaceutical company in Basle, Suisse a sculptural office building designed by Frank O. Gehry has been planned and completed. An outstanding charm is given by the transparent steel-glass-envelope covering the relatively shifted and rotated slabs as a free formed folded structure consisting of steel bars. To realize the free building geometry very close to the design idea for all project members the CAD-software CATIA was integrated into the planning process. schlaich bergermann und partner has covered the full scope of structural engineering from schematic design to execution phase. This paper describes the specialties during design, engineering, fabrication and erection of the unusual envelope made of steel and glass.

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Numerische Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch an Baugrubenumschließungen mit geringer Einbindung der Baugrubenumschließung und baugrubenseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter haben gezeigt, dass die herkömmlichen Nachweise nach DIN EN 1997-1:2009-09 (Eurocode 7) und DIN 1054:2010-12 bzw. nach EAU für geringe Einbindetiefen und bei luftseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter auf der unsicheren Seite liegen können. Dies kann auf die vereinfachte Form des Ersatzkörpers zurückgeführt werden, bei welcher die Strömungskräfte unterhalb des Wandfußes nicht berücksichtigt werden. Des Weiteren werden bei den herkömmlichen Nachweisen keine rückhaltenden Reibungskräfte im Boden oder im Auflastfilter angesetzt.
Anhand von eigenen theoretischen und experimentellen Untersuchungen zum Versagen vertikal durchströmter Bodensäulen in einem Zylinder sowie zum Versagen durch hydraulischen Grundbruch an einer Baugrubenumschließung konnte der Einfluss eines Auflastfilters auf die im Boden und im Auflastfilter wirkenden Reibungskräfte sowie auf die Bruchkörperform beim hydraulischen Grundbruch bestimmt werden.
Die gewonnenen Erkenntnisse aus den theoretischen und experimentellen Untersuchungen dienten als Grundlage zur Entwicklung eines modifiziertes Verfahrens zum Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch an Baugrubenumschließungen bei baugrubenseitiger Sicherung durch einen Auflastfilter in nichtbindigen Böden.

The influence of a surcharge filter on hydraulic failure.
Numerical investigations of hydraulic heave failure at excavation walls with a small embedded depth and a surcharge filter on the excavation side of the wall have shown that the traditional proof of hydraulic heave according to DIN EN 1997-1:2009-09 (Eurocode 7) and DIN 1054:2010-12 or to EAU can be unsafe. This is caused by the negligence of the flow forces below the pit wall. Moreover friction forces are not considered. By the means of proper theoretical and experimental analysis of the failure mode due to vertical flow through a soil column and due to hydraulic heaves, the influence of a surcharge filter due to the acting friction forces during hydraulic failure and the failure body during hydraulic heave could be determined.
Based on the results of the theoretical and experimental investigations a modified method to determine the hydraulic heave safety with a surcharge filter on the excavation bottom is presented.

CLIBOT ist ein kletternder Roboter, der für die Inspektion/Überwachung von Bauwerks-Oberflächen unter besonderer Berücksichtigung der Denkmalpflege entwickelt wurde. Damit können große Einsparpotentiale realisiert und eine Reduzierung von für Menschen gefährliche Arbeit erreicht werden.
Eine Vielzahl von Kletter-Methoden wurde diskutiert und bewertet. Seilklettern mit Klauen erwies sich als bester Kompromiss zwischen Sicherheit und Funktionalität. Klettern mit dünnem Seil oder Draht als Steighilfe stellte sich als besonders geeignet für den Denkmalpflegebereich heraus. Der Roboter wurde aus sog. Off-the-shelf-Komponenten (handelsübliche Standardbauteile) aufgebaut und ist autark. Speziell konzipierte Klauen ermöglichen eine ausreichende Haftung an vertikalen Seilen. Ein minimierter Kletter-Algorithmus ermöglicht eine einfache Konstruktion der Antriebseinheit. Eine digitale Kamera, die an der Unterseite des Roboters befestigt ist, ermöglicht das Senden eines Video-Signals für die visuelle Unterstützung. Das Auslösen der Kamera und die Auf- und Abwärtsbewegungen des Roboters werden per Funk ferngesteuert. Umfangreiche Tests im praktischen Einsatz zeigten die gute Eignung des gewählten Konzepts.

CLIBOT - a rope climbing robot for building surface inspection
CLIBOT is a rope climbing robot developed for inspection tasks on building surfaces under special consideration of conservatory purposes. Great savings potential and a reduction of hazardous human work can be achieved.
A variety of climbing methods is discussed and evaluated. Rope climbing by claws turned out as the best compromise between safety and functionality and a thin rope or wire as climbing aid is modest enough for conservatory requirements.The robot was constructed from off-the-shelf components and is selfsupported. Special designed claws enable a sufficient grip at vertical ropes. A minimized climbing algorithm allows a simple construction of the drive unit. A digital camera attached at the bottom of the robot is sending a video signal for visual assistance. Triggering the camera and the up and down movement of the robot is remotely controlled by radio link. Extensive tests in practical environements showed the good suitability of that chosen concept.