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An der Technischen Universität Dresden entstand im Zuge der Modernisierung der Mensa und des Rektorats ein Glasdach eigener Prägung. Entwurf und Planung des Dachtragwerks als ungerichtete Konstruktion mit Haupt- und Nebenträgern aus Verbund-Sicherheitsglas werden ausführlich dargestellt. Beschrieben werden auch die durchgeführten Bauteilprüfungen zur Erlangung der Zustimmung im Einzelfall für die Konstruktion. Weitere Schwerpunkte des Beitrags sind die Herstellung, die Produktionsüberwachung und die Montage der Glasdachkonstruktion. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Im Zuge der Sanierung der beiden Gewichtsstaumauern der Talsperre Neustadt in Thüringen und der Talsperre Carlsfeld in Sachsen sind an der Wasserseite vorgelagerte Dichtwandkonstruktionen mit Kontrollgang vorgesehen. In Vorbereitung der Planung und Ausführung wurden an der Talsperre Neustadt Baustellengroßversuche durchgeführt. Es konnte damit ein mittlerer Bereich der Gesamtkonstruktion im Maßstab 1:1 simuliert werden. Durch die Versuche wurden insbesondere das Zusammenwirken und der qualitätsgerechte Einbau der einzelnen Dichtwandkomponenten Dränagebetonschicht, Asphaltbeton-Dichtungsschicht, mechanische Schutzschicht aus Stahlbeton-Fertigteilen und der Ankerung untersucht. Nach der Beschreibung der Versuchsziele und Versuchsdurchführung erfolgt die Darstellung und Auswertung der Versuchsergebnisse.

Im März 2001 wurden die großen Buddha-Statuen im Tal von Bamiyan, Afghanistan, von den Taliban zerstört. Die Rettung der noch erhaltenen Überreste ist seither das Ziel internationaler Bemühungen. Der Zustand der beiden großen Statuen sowie die Stabilität der Felsnischen, in denen sie sich befanden, wurden im vergangenen Jahr von einer Expertengruppe der ICOMOS (International Council on Monuments and Sites) untersucht. Die durch Sprengungen herabgefallenen originalen Statuenbruchstücke müssen danach dringend vor Verwitterungen geschützt werden. In den kommenden Jahren sollen die Stabilisierungsarbeiten der beschädigten Felsnischen unter koordinierender Mitwirkung der ICOMOS anlaufen. Die Frage ob, wann und in welcher Form eine Anastylose (Rekonstruktion) der Statuen durchgeführt werden kann, ist noch offen.

Durch Analyse der Bewässerungs- und Entwässerungsvorgänge teilgesättigter grobkörniger Böden wird das physikalische Modell (erläutert in Bautechnik. Heft 12/2003), zur Beschreibung der pF-Kurven bei primärer Entwässerung und bei sekundärer Bewässerung und Entwässerung erweitert. Dabei wird zusätzlich noch der Einfluß eingeschlossener Gasblasen im Porenwasser auf die pF-Kurve berücksichtigt. Das erweiterte Modell wird durch Versuchsergebnisse getestet.

Durch Analyse der Entwicklung des Kapillarwassers in idealen Kugelsystemen wird ein Modell zur Bestimmung der Beziehung zwischen Sättigungsgrad und Saugspannung in teilgesättigten Böden vorgestellt. Die zum Modell gehörenden Parameter haben jeweils eine klare physikalische Bedeutung und können für unterschiedliche Böden durch Versuche bestimmt werden. Auch die Porenzahl geht in das Modell als veränderliche Größe mit ein. Das Modell kann zur Bestimmung der pF-Kurve grobkörniger Böden mit enger Kornverteilung bei Bewässerung angewendet werden.

In der Stadt Wuhan haben sich viele auf weichem Boden gebaute Wohngebäude infolge ungleichmäßiger Setzungen zu einer Seite gesenkt. Die Ursachen dieser Setzungen wurden untersucht und beurteilt, unterschiedliche Verfahren zur Aufrichtung der betroffenen Gebäude wurden erprobt, und anschließend wurde ein neues Verfahren - genannt "Bodenentzug" - entwickelt. Die Mechanismen dieses Verfahrens wurden ausführlich untersucht. Auf diese Weise sind 40 Gebäude in den vergangenen fünf Jahren aufgerichtet worden; die Erfahrungen werden im Aufsatz zusammengefaßt.

Geothermal energy applications are seen as one key element for a successful heat transition in Bavaria. But there are still some barriers for a further development. To minimize these barriers the joint research project Geothermal Alliance Bavaria (GAB) is established. One important issue to foster the implementations of geothermal projects is the assessment of geothermal load prediction in the South German Molasse Basin (SGMB). This includes, aside from a reservoir temperature prognosis, an accurate description of the hydraulic properties of the Upper Jurassic Malm reservoir. Hydraulic test analyses are conducted in the framework of the GAB to obtain specific information about the hydraulic productivity of the reservoir. Results from these analyses show a decrease of rock permeability in southern direction within the reservoir. Because the spatial distribution of hydraulic test data is limited, the porosity of the reservoir is assessed by borehole core tests and logs interpretation. A trend of matrix porosity decrease with depth is recognised and correlates with the hydraulic test results. Based on these findings and combined with further information the Upper Jurassic reservoir could be classified in separated zones of similar production rates, which can now be used for a thermal output prognosis for the Bavarian part of the SGMB. To spatially expand these prognoses more data must be investigated in the next research phase of the GAB.

Sustainable design requires holistic decision making already in the feasibility stage. One critical aspect of a buildings' sustainability is its operational energy consumption, but energy simulations typically are too time-consuming for early, fast-paced design phases. Data-based, Machine Learning models - so called surrogates - can replace time-consuming simulations with real-time estimates. This paper investigates the accuracy of different surrogate models for energy performance by comparing different types of models and numbers of samples. The paper also presents an integrated dashboard for holistic decision making as an application of the developed surrogate.

Surrogat-Modelle als Ersatz für Gebäudesimulationen während der Entwurfsraumerkundung
Bereits in frühen Leistungsphasen erfordert nachhaltiges Entwerfen eine ganzheitliche Entscheidungsfindung. Dabei bildet der Energiebedarf eines Gebäudes einen wichtigen Teil in dessen Nachhaltigkeit, jedoch sind Gebäudesimulationen meist zu zeitaufwändig für die frühe, dynamische Entwurfsphase. Auf Maschinellem Lernen beruhende, datenbasierte Ersatzmodelle, sogenannte Surrogat-Modelle, können in Echtzeit Schätzwerte liefern und somit langsame Simulationen ersetzen. Dieser Aufsatz untersucht die Genauigkeit verschiedener Surrogat-Modelle für Gebäudesimulationen durch Vergleich diverser Algorithmen und Anzahlen verwendeter Datenpunkte. Die Anwendung der entwickelten Surrogate wird durch die Integration in ein Visualisierungswerkzeug zur ganzheitlichen Entscheidungsfindung in frühen Leistungsphasen demonstriert.

Im Aufsatz wird über den Verlauf und die Ergebnisse zu Untersuchungen von Verbundstützen berichtet. Dies ist der Anfang von einer Untersuchungsreihe zu ausgewählten Problemen mit Stützen unter axial wirkenden Belastung. Im ersten Schritt konzentrierte man sich auf die Untersuchung von Faktoren, die die Tragfähigkeit und die Verformbarkeit der Verbundstützen wesentlich beeinflussen können. Besonders wurde auf die Art der Lasteintragung und die Abstützung der Verbundstütze eingegangen. Dies ergab, daß bei Lasteintrag über ein auskragendes Stahlprofil der Grenzzustand der Nutzung dieser Stütze durch Risse früher erreicht wird als deren mögliche maximale Tragfähigkeit. Diese Belastungart erzeugt hohe Dehnungen im Stahlprofil. Eine steife Einspannung der Stütze verursacht eine Minderung der Tragfähigkeit durch Spannungskonzentration in den Auflagerzonen. Man hat festgestellt, daß über das Versagen einer Verbundstütze der Spannungszustand in der Betondeckung entscheidet. Die Ergebnisse sind besonders angesichts der im Eurocode 4 enthaltenen Festlegungen und auch der polnischen Normen von Bedeutung. Beide Normen berücksichtigen bei der Tragfähigkeitsberechnung von Verbundstützen die Art der Lasteinwirkung nicht. Nach Meinung der Autoren ist auch die Einspannung der Stützen im Auflager ungenügend berücksichtigt. In der vereinfachten Berechnungsmethode in EC 4 kann man die Knicklänge einer unverschieblich gehaltenen Verbundstütze gleich deren Axiallänge nehmen. Somit muß die Art der Befestigung Verbundstütze nicht analysiert werden. Die Ergebnisse zeigen jedoch, daß die Tragwerksplaner die untersuchten Faktoren beachten müssen, auch wenn sie nicht in den Normen enthalten sind, da sie die Tragfähigkeit und somit die Statik wesentlich beeinflussen. Die Untersuchungen zeigen die Möglichkeit, die Tragfähigkeit einer eingespannten Verbundstütze durch ein mit Faserbeton verstärktes Kopfstücke zu erhöhen.

Dei neue Umgehungsstraße des historischen Zentrums von Wolin (Polen) wurde im Dezember 2003 eröffnet. Wichtigster Teil der Umgehungsstraße ist die stählerne Bogenbrücke über den Fluß Dziwna mit einer Hauptspannweite von 165 m. Im Aufsatz werden die Haupttragglieder, der Entwurf, die Montage und die Schlußfolgerungen aus der Probebelastung beschrieben. Es hat sich gezeigt, daß infolge eines exakten FE-Modell ein Entwurf hoher Genauigkeit entstanden ist, der die wahre Struktur des Brückentragwerks abbildet.

Es wird eine Zusammenbauvorrichtung für Rahmenriegel mit Vouten beschrieben, die auch für Trägerkonstruktionen ohne Vouten mit an den Enden befindlichen geneigten oder senkrechten Kopfplatten genutzt werden kann. Das Einlegen des Riegels erfolgt per funkgesteurtem Kran, der Kopfplatten, des Voutensteges und Voutenflansches manuell. Justieren und Verspannen der zu verschweißenden Teile geschieht mittels Pressen über Gewindestangen bzw. hydraulisch. In der Vorrichtung werden die zu verbindenden Teile nur geheftet, um die Vorrichtung nicht durch die für die endgültigen Nähte erforderliche wesentlich längere Schweißnaht zu blockieren. In der Anlage können Walzprofile bis maximal HEB 600 mit einer Gesamtlänge von 14 m und Kopfplatten bis zu 1,2 m Höhe verarbeitet werden.

In slurry shield tunnelling, a reliable face support is presumed if a sufficient support pressure is transferred and the slurry excess pressure provides efficient support pressure on the soil skeleton. The required support pressure is calculated in reference to the groundwater pressure and the earth pressure. In this paper, the sliding wedge mechanism is applied. To ensure face stability, the support pressure transfer needs to be provided within the theoretical sliding wedge at the tunnel face. Therefore, the penetration depth of the bentonite suspension as a support medium has to be kept within limits. Research shows that certain penetration is required.
The stagnation gradient defines the relation of the support pressure and the penetration depth of the suspension. The gradient has a described minimum, but also an undefined but existing maximum. The German standard DIN 4126 describes two cases for the minimum at each trench depth: Either the pressure losses due to the pressure acting outside the sliding wedge are less than 5 % or the stagnation gradient is at least 200 kN/m3. If the supporting pressure gradient is below 200 kN/m3, DIN 4126 defines rough reduction factors. For a more precise observation of the stagnation gradient, this paper presents a detailed supplement to the DIN 4126 approach taking the tunnel diameter and the angle of the sliding wedge into account. The aim is to determine the minimum recommended stagnation gradient for which no increase of the slurry excess pressure is necessary due to too deep penetration.

Zur Reduktion des Zeitaufwands von dynamisch-thermischen Langzeitsimulationen mit CFD-Programmen wurde in kürzlich veröffentlichten Studien eine neuartige Freeze-Flow Methode vorgestellt. Diese basiert auf der periodischen Umschaltung zwischen der volldynamischen Lösung aller Gleichungen und der ausschließlichen Lösung der Enthalpie-Gleichungen (eingefrorene Luftströmung). Dieser Artikel beschreibt eine neue, angepaßte Regelung für diese Umschaltung, wodurch eine zusätzliche Reduzierung der Simulationszeit erzielt wird. In Tests an Modellen für die mechanische und freie Lüftung sowie der freien Konvektion im geschlossenen Raum für feste und zeitveränderliche thermische Randbedingungen wurde im Vergleich zur ununterbrochenen volldynamischen Simulation eine Simulationszeiteinsparung von bis zu 93% erreicht.

Die Planung komplexer Gebäude erfordert immer häufiger den Einsatz von Simulationsprogrammen. Die hierfür derzeit verwendeten dynamischen Gebäudesimulationsprogramme sind jedoch nicht in der Lage, die Luftströmungen und die Temperaturverteilung innerhalb eines Raumes zu erfassen. Eine Lösung der Problematik besteht in der Verlagerung der Gebäudesimulation auf eine CFD-Plattform, deren Berechnung derzeit allerdings noch mit extrem langen Rechenzeiten und großen Datenmengen verbunden ist. Um diese Rechenzeiten zu verringern, wurde für ANSYS CFX-5 eine neue Freeze-Flow-Methode entwickelt, die auf der periodischen Einfrierung der hydrodynamischen Gleichungen basiert und so dynamische Langzeitsimulationen erlaubt. Zudem wurden die CFD-Simulationen für die in Räumen vorherrschende freie Konvektion validiert. Im Ergebnis ergaben Freeze-Flow-Simulationen einfacher Testmodelle schließlich eine erhebliche Reduzierung der Simulationszeit ohne einhergehenden Verlust an Genauigkeit im Vergleich zur volldynamischen CFD-Simulation. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Empfehlungen des Arbeitskreises "Kunststoffe im Erd- und Wasserbau" für Anforderungen und Einsatzmöglichkeiten von Geotextilien, Vliesen usw. im Grundbau.

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Zusammenfassung der im Jahr 1977 gültigen Empfehlungen für den Einsatz bituminöser Stoffe für Abdichtungszwecke im Wasserbau.

Zusammenfassung, der im Jahr 1977 gültigen Empfehlungen über die Ausführung von bituminösen Arbeiten auf dem Gebiet des Wasserbaus.

Über die Verwendung von Kunststoffbahnen zur Abdichtung von Dämmen, Wasserrückhaltebecken usw. und als Filtervlies bei der Stabilisierung von geneigten Hangzonen.

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Überblick über die Einsatzmöglichkeiten für Kunststoffe im Wasserbau. Neben den mechanischen Eigenschaften wird die Beständigkeit gegen die Witterungs- und Umwelteinflüsse von Kunststoffen analysiert. Kunststoffe finden breite Anwendung bei der Abdichtung von Deponien, der Befestigung von Böschungen, bei der Abdichtung von Spüldämmen, als Filtergewebe usw.

Trotz schwieriger Feuchteschutzbemessung - Gründächer sind von der Bemessung mit Hilfe des Glaserverfahrens nach DIN 4108-3 ausgeschlossen - setzen sich Dachbegrünungen in der Praxis immer mehr durch. Häufige Argumente sind die ansprechende Optik und die Verbesserung des Arbeits- und Wohnumfeldes für die Nutzer, so dass die Nachfrage nach begrünten Flachdächern in den vergangenen Jahren stark gestiegen ist. Doch neben weiteren Vorteilen wie sommerlicher Wärmeschutz, Regenwasserrückhalt, Schutz der Dachabdichtung oder Lärm- bzw. Schallschutz, bergen vor allem Gründächer in Holzbauweise aufgrund des auch im Sommer geringen Trocknungspotentials ein gewisses Schadensrisiko. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden die Grundlagen geschaffen, um Dachbegrünungen mit Hilfe hygrothermischer Simulationen zuverlässig berechnen und planen zu können.
Basierend auf Messungen in Holzkirchen, Leipzig, Wien, Kassel und Mailand wurden die spezifischen Oberflächenübergangskoeffizienten und die Materialeigenschaften verschiedener Substrate ermittelt. Die auf diese Weise entwickelten Gründachmodelle bieten Planern und Bauproduktherstellern eine möglichst genaue und zuverlässige Grundlage für die Planung der Feuchtesicherheit von extensiv begrünten Dächern.
Auf Basis der neuen Untersuchungen können allgemeine Empfehlungen zur Ausführung von begrünten Leichtbaudächern für die Praxis erarbeitet werden. Für die Planung von Neubauten sollte demnach der Grenzwert von 18 M.-% nach DIN 68800 nicht überschritten werden, so dass bei fast allen Konstruktionen eine zusätzliche Überdämmung der äußeren Schalung notwendig ist. Ohne Überdämmung erreicht das Feuchteniveau meist höhere Werte. Bei Bestandskonstruktionen ohne Überdämmung, die bisher schadensfrei sind, muss im Einzelfall ein eventueller Handlungsbedarf überprüft werden.

Hygrothermal design of green roofs - new models and practical application.
Despite challenging moisture control design issues - the German standard for moisture control excludes steady state diffusion methods from being used for vegetated roofs - green roofs have become very popular. Most frequently mentioned reasons are the attractive appearance and the improvement of the working - and living environment for the people. Therefore the percentage of green roofs among flat roofs shows a strong increase in the past years. But beside their advantages like cooling effect in the summer months, storage of rain water, protection of the roofing membrane or noise control, the application of green roofs - especially on wooden constructions - involves a certain risk of damage because of the low drying potential in the summer months. Within a research project a new model to calculate green roofs reliably by the help of hygrothermal simulations was established.
On the basis of existing and new measurements in Holzkirchen, Leipzig, Vienna, Kassel and Milan the specific surface transfer coefficients and the material properties of different substrates were determined. The models developed in this way provide to planners and manufacturers of building materials and constructions a reliable basis for the design of the moisture safety of extensive green roofs.
Based on these results general practice recommendations for wooden light-weight green roofs were worked out. For design purposes the limit value of 18 M.-% (e. g. according to the German DIN 68800) shouldn’t be exceeded. Therefore an additional insulation above the exterior sheathing is often necessary. Without such an additional insulation layer moisture levels in the wooden structure may exceed safety limits within a couple of years. For existing, damage free buildings the need for action has to be determined individually.

Gute Erfahrungen mit Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) in Deutschland begründen das Interesse von Baufirmen, diese Systeme auch vermehrt international einzusetzen. Dabei ist es in der Vergangenheit auch vorgekommen, daß durch die unsachgemäße Anwendung größere Schäden entstanden sind. Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit dem Einsatz von WDVS an Standorten in Südeuropa, Japan, Thailand und auf der arabischen Halbinsel. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch den Einsatz von WDVS gegenüber einer ungedämmten Wand sowohl in kaltem als auch in heißem Klima deutliche Verbesserungen der thermischen und energetischen Verhältnisse erzielen lassen. Allerdings kann es bei herkömmlichem Aufbau in Regionen mit sehr hohen Temperaturen und gleichzeitig hohen Luftfeuchten zu einer Feuchteansammlung in der Konstruktion kommen, die einer genaueren Betrachtung bedarf, um Schäden ausschließen zu können.

When it comes to underground structures, water ingress from the surrounding formations leads to several environmental, economic and sustainability issues. To obtain the sealing, the grouting of rock fractures is done. Today, in the grouting operations, which are commonly conducted in almost all the tunnel and subsurface infrastructure projects, the pressure applied is static. This type of applied pressure might be suitable for the large fracture apertures >100 &mgr;m, but it has been acknowledged that it is difficult to obtain sufficient penetration through smaller apertures, where filtration of cement particles starts to occur. Research is already done to overcome this issue by applying dynamic grouting pressure instead of static. It was proved that this approach erodes the formed filter cakes and improves grout penetrability in fractures below 100 &mgr;m. This research focuses on low-frequency rectangular pressure impulse as an alternative to other methods. The goal is to improve grout spread in micro-fractures (especially in apertures < 70 &mgr;m). During the investigation, a prototype dynamic injection equipment was built and tested under laboratory conditions. The 4 m variable aperture long slot (VALS) was used in the experiments to simulate rock fractures. The test showed better grout penetrability using dynamic pressure approach. At the current time of writing this article, preparation works are done for field test of prototype equipment at SKB Hard Rock Laboratory (HRL) at Äspö, Sweden.

Entwicklung einer dynamischen Mörtelinjektion in Labor- und Feldversuchen
Wenn es um unterirdische Strukturen geht, führt das Eindringen von Wasser aus den umgebenden Formationen zu mehreren Umwelt-, Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsproblemen. Zur Erzielung der Abdichtung erfolgt die Verpressung von Gesteinsbrüchen. Heutzutage ist der ausgeübte Druck bei Injektionsarbeiten, die üblicherweise bei fast allen Tunnel- und unterirdischen Infrastrukturprojekten durchgeführt werden, statisch. Diese Art des angelegten Drucks könnte für große Bruchöffnungen > 100 &mgr;m geeignet sein, aber es wurde anerkannt, dass es schwierig ist, eine ausreichende Durchdringung durch kleinere Öffnungen zu erreichen, wo eine Filtration von Zementpartikeln beginnt. Es wird bereits geforscht, um dieses Problem zu lösen, indem dynamischer Injektionsdruck anstelle von statischem angewendet wird. Es wurde nachgewiesen, dass dieser Ansatz die gebildeten Filterkuchen erodiert und die Durchdringbarkeit des Mörtels in Rissen unter 100 &mgr;m verbessert. Diese Forschung konzentriert sich auf niederfrequente rechteckige Druckimpulse als Alternative zu anderen Methoden. Ziel ist es, die Mörtelausbreitung in Mikrorissen (insbesondere in Öffnungen < 70 &mgr;m) zu verbessern. Während der Untersuchung wurde ein Prototyp einer dynamischen Injektionsanlage gebaut und unter Laborbedingungen getestet. Der vier Meter lange Variable Aperture Long Slot (VALS) wurde in den Experimenten verwendet, um Gesteinsbrüche zu simulieren. Der Test zeigte eine bessere Eindringfähigkeit des Mörtels unter Verwendung des dynamischen Druckansatzes. Zum jetzigen Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments werden Vorbereitungsarbeiten für den Feldtest der Prototypausrüstung im SKB Hard Rock Laboratory (HRL) in Äspö, Schweden, durchgeführt.