Infraleichtbeton, sehr leichter Beton als tragende Wärmedämmung, verspricht dauerhafte, nachhaltige und ansprechende Sichtbetonbauten. Ein im Jahr 2007 gebautes Haus aus diesem Hochleistungsleichtbeton hat sich bewährt und wurde in dieser Zeitschrift bereits vorgestellt. Der Infraleichtbeton ist nun so weiterentwickelt worden, dass er bei gleichen Wärmedämmeigenschaften doppelt so fest ist. Die dazu betriebene Forschung an der Technischen Universität Berlin und der Bau einer Probewand aus Infraleichtbeton 2.0 für den Entwurf eines Pavillons, der den Innovationspreis der Holcim Foundation gewonnen hat, sollen hier vorgestellt werden.

Infra-Lightweight Concrete 2.0
Infra-Lightweight Concrete acts as load-bearing heat insulation and promises durable, sustainable and attractive fair-faced concrete structures. A building made of this high performance lightweight aggregate concrete in 2007 was presented in this journal. Since then, while maintaining the heat insulating properties, the compressive strength has been doubled. This paper presents both the associated research and further development at the Technische Universität in Berlin as well as a wall mock-up for a pavilion which was awarded with an innovation price by the Holcim Foundation.

Während im Automobil- und Flugzeugbau die beiden Hauptvorteile von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK), hohe Festigkeit und geringes Gewicht, gut ausgenutzt werden können, kann man sich bei den Immobilien des Bauwesens zunächst nur die hohe Festigkeit von CFK zunutze machen. Auf der Suche nach Tragwerken, bei denen auch geringes Gewicht besonders hilfreich ist, stößt man schnell auf die weitgespannten, zugbeanspruchten und vorgespannten Flächentragwerke. In diesem Artikel soll das Potenzial von CFK-Zugelementen für Ringseildächer aufgezeigt werden. Dazu wird ein typisches Ringseildach mit Stahlseilen mit einem solchen mit CFK-Zugelementen verglichen und dabei auf den Einfluss der Eigenschaften verschiedener Kohlenstofffasern eingegangen. Es wird gezeigt, wie die Seilquerschnitte im Ringseildach mit dem Ersatz von Stahl durch CFK reduziert werden können, während die Verformung durch den Effekt der Vorspannung gleich bleibt. In einer Kostenabschätzung wird deutlich, dass die Leichtbaueigenschaften von CFK-Zugelementen trotz des höheren Materialpreises zu einer wirtschaftlichen Alternative für Ringseildächer führen können. Zuerst aber werden die bekannten Vor- und Nachteile von CFK zusammengefasst und ein Überblick über bereits gebaute Tragwerke gegeben. Am Schluss wird der Prototyp eines Ringseildachs, der am Institut für Bauingenieurwesen der Technischen Universität Berlin gebaut wurde, vorgestellt.

Spoke-wheel cable roof with CFRP tension members
While the automobile and aircraft industries take advantage of both of the two main characteristics of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP), high strength and low weight, usually only one advantage of CFRP, namely high strength, is relevant in the construction industry. When looking for types of structures where the low weight is also of particular use, large-span, highly-tensioned and pre-stressed roof-structures quickly come to mind. In this paper, the potential of CFRP tension members used in a spoke-wheel cable roof is demonstrated by comparing a typical spoke-wheel steel cable roof with a corresponding roof structure with CFRP tension members. The structural influence of carbon fibers with different properties is investigated. Cost estimation shows that the structural properties of CFRP tension members may lead to a cost efficient alternative for spoke-wheel cable roofs despite of their higher material price. As an introduction the advantages and disadvantages of CFRP material are discussed and already existing CFRP cable structures are presented. At the end of the paper, a prototype of a spoke wheel CFRP cable roof, which was designed and built by the civil engineering institute of the Technical University of Berlin, is introduced.

Bei Brügge in Belgien wird mit der A 11 zurzeit ein neuer, 12 km langer Autobahnabschnitt als ÖPP-Projekt realisiert. Da der Straßenzug einen Kanal in einer Höhe von 16 m quert, sind links und rechts des Kanals längere Viadukte erforderlich. Nach Fertigstellung im Sommer 2017 übernimmt das mit der Ausführung betraute Konsortium Via Brugge auch die Instandhaltung für eine Dauer von 20 Jahren. Dies ist einer der Gründe, warum die Viadukte größtenteils als integrale bzw. semiintegrale Bauwerke geplant wurden. Der monolithische Anschluss des als Massivplatte ausgeführten Spannbetonüberbaus an schlanke Pfeilerscheiben erlaubt es, die Anzahl der wartungsintensiven Brückenlager zu reduzieren. Im Bericht werden die besonderen Aspekte und Herausforderungen bei der Planung und Bauausführung am Beispiel des 770 m langen Viadukts K032 erläutert, der längsten von insgesamt acht Brücken, die in diesem Abschnitt von schlaich bergermann partner geplant wurden. Von großer Bedeutung in der Planung sind die genaue Kenntnis und Wahl der Betonparameter, welche die für die Bemessung maßgebenden Zwangsverformungen aus Kriechen, Schwinden und Temperatur beeinflussen.

Semi-integral viaducts for the new A 11 motorway near Bruges
A new motorway extension close to Bruges, Belgium, required several viaducts. schlaich bergermann partner developed together with the contractor Jan De Nul an alternative proposal with up to 770 m long semi-integral post-tensioned concrete bridges. With a smart choice of the deck and column cross sections and some modifications to the construction process extremely slender structures could be achieved with an extraordinary robustness due to the significantly reduced number of bearings.

Der Fortschritt im Bauingenieurwesen ist eng mit dem Aufkommen neuer Materialien verknüpft. Werkstoffe wie Eisen und Stahl, der moderne Stahlbeton und der Spannbetonbau haben die Baukultur seit dem Beginn der Industrialisierung maßgeblich verändert. Seit den 1990-er Jahren werden mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe (CFK) für eine steigende Anzahl von Anwendungen im Bauwesen verwendet.
Im Artikel finden sich neben einer Einleitung zu den Eigenschaften dieses Hochleistungswerkstoffs eine Zusammenstellung des Entwicklungsstands von Zugelementen aus CFK und den dazugehörigen Verankerungen. Zugelemente aus CFK haben großes Potenzial für leichte und weitgespannte Konstruktionen wie Seilbrücken und Dachkonstruktionen. Daher wird an der TU Berlin auf dem Gebiet der werkstoffgerechten Ausbildung von CFK-Zugelementen geforscht.

CFRP Tension Elements and Their Anchorages
Progress in civil engineering is highly connected to the appearance of new materials. The materials iron and steel, reinforced concrete and prestressed concrete have been influencing the building culture since the beginning of industrialization. From the 1990s carbon fiber reinforced plastics (CFRP) experience an increasing use for structural application.
This article gives an introduction to the properties of this high-performance material and presents the state of the art of CFRP tension elements with their corresponding anchorages. CRFP tension elements have high potential for lightweight and wide spread constructions like cable bridges and suspended roofs. Therefore the appropriate design regarding the material of CFRP tension elements is investigated at the Technical University of Berlin.

Simulationsprogramme, wie z. B. die Methode der Finiten Elemente, gehören heute zu den Standardwerkzeugen in der Produktentwicklung. Mit diesen Systemen werden in vielen Bereichen technische und naturwissenschaftliche Probleme mathematisch abgebildet und deren Lösung grafisch aufbereitet. Den Entstehungsprozess des Produkts unterstützen diese Werkzeuge in hohem Maße, die fachlichen Entscheidungen allerdings trifft der Berechnungsingenieur. Dieser sollte für seine Tätigkeit über ein ausreichendes theoretisches und anwendungsspezifisches Fachwissen verfügen und somit auch Kenntnis über mögliche Fehlerquellen besitzen.
Da bis zum Ende des Projekts Fehler in der Analyse nicht ausgeschlossen werden können, verbleibt für den Projektingenieur ein erhebliches fachliches Risiko. Ein konsequentes Prozess- bzw. Qualitätsmanagement kann dazu beitragen, diese fachlichen Risiken zu verringern bzw. zu vermeiden. Mit den fachlichen Risiken verbunden sind stets auch Haftungsrisiken. Hier kann zwischen Ansprüchen aus Vertrag und solchen aus außervertraglicher Haftung unterschieden werden. Zu Letzterem zählen auch Ansprüche aus dem Produkthaftungsgesetz. Grundsätzlich ist das Risiko, für einen Produktfehler zur Verantwortung gezogen zu werden, umso größer, je mehr Verantwortung der Berechnungsingenieur innerhalb des Unternehmens besitzt.
Diese Ausarbeitung soll einen Überblick über das produktrechtliche Haftungsrisiko des Berechnungsingenieurs geben. Somit richtet sich die Thematik insbesondere an Unternehmen und Ingenieure, die Berechnungsdienstleistungen oder Berechnungsleistungen im Rahmen ihrer unternehmensinternen Produktentwicklung ausführen.

Civil law liability risk of calculation engineers
Simulation programs like the Finite Element Method belong to the set of standard tools in product development. These systems are used to describe scientific problems using mathematical means and present the solutions for those problems in a graphical way. They also support the development process of a product significantly. Subject matter decisions however, are made by the calculation engineer. To do that, she needs sufficient theoretical, application specific knowledge and thus knowledge about potential sources of errors.
As errors in the analysis cannot be ruled out even until the very end of the project, certain subject matter risks persist. Consistent process and quality management can help mitigating those risks or even avoid them completely. Liability risks are strongly related to subject matter risks. For those, we can distinguish between contractual and non-contractual liabilities. Product liability claims belong to the latter, too. Fundamentally, the risk to be accountable for a product defect is the greater, the more responsibility the calculation engineer has within the company.
This paper is supposed to give an overview about the civil law liability risks of calculation engineers. This means, it especially targets companies and engineers that provide calculation services to third parties or execute those services for internal product development.

Berechnungsingenieure tragen in besonderem Maße Verantwortung für ihr berufliches Handeln. Aus dem Umfang ihrer Tätigkeitsbereiche ergibt sich für den einzelnen Berechnungsingenieur ein mögliches Potenzial strafrechtlicher Produkthaftung. Dieses ist von der jeweiligen Branche, vom Aufgabenprofil und von der konkreten Art der Tätigkeiten abhängig. Das Ausmaß der Verantwortung ist den meisten Berechnungsingenieuren allerdings nicht bewusst.
Neben dem technischen Risiko besteht das mit dem Schaden verbundene juristische Risiko für den Berechnungsingenieur. Zu diesen Risiken zählen neben der nicht versicherbaren Gewährleistung auch zivilrechtliche Haftungsansprüche bei Personen-, Sach- oder Vermögensschäden und insbesondere strafrechtliche Konsequenzen bei Körperverletzungen und Todesfällen.
Die Halleneinstürze im schweizerischen Uster (1985), in Bad Reichenhall (2006) und St. Gallen (2010), der Zusammenbruch der Ölplattform Sleipner A (1991) sowie der folgenschwere ICE-Unfall in Eschede (1998) haben das juristische Risiko deutlich gemacht.
Mit diesem Beitrag soll ein Überblick über die möglichen strafrechtlichen Konsequenzen für den Berechnungsingenieur gegeben werden. Somit richtet sich dieser Beitrag an freiberuflich tätige Berechnungsingenieure und an Unternehmen und Ingenieure, die Berechnungsleistungen im Rahmen ihrer unternehmensinternen Produktentwicklung ausführen.

Penal product liability of calculation engineers
Calculation engineers bear notable responsibility for their professional actions. The scale of the operations and penal product liability of the individual engineer derived from that, depends on the particular industry, task profile as well as the concrete kind of activity. Still, most calculation engineers are not distinctly aware of the extent of responsibility they take over.
Besides the technical risks, judicial ones connected to potentially created damage exist. These risks include the non-insurable warranty, civil liability in cases of personal, material and financial damages as well as penal consequences in the event of physical injury and death in particular.
The hall collapses in Swiss' Uster (1985), Bad Reichenhall (2006) and St. Gallen (2010), the crashing oil platform Sleipner A (1991) as well as the fatal ICE accident in Eschede (1998) revealed this judicial risk.
This article is supposed to give an overview of the penal consequences for calculation engineers and is thus addressed to freelance engineers as well as enterprises and engineers that perform calculation services as part of their corporate-internal product development.

Zur langzeitigen Erfassung von Verformungszuständen im Bauwesen werden langzeitstabile und dauerhaft zuverlässige Sensoren benötigt. Auf Faser-Bragg-Gittern (FBG) beruhende faseroptische Dehnungssensoren eignen sich aufgrund ihres physikalischen Prinzips und ihrer geringen Sensorabmessungen für verschieden Anwendungen bei der Langzeitüberwachung von Bauwerken sowie in der Betonforschung. Es erfolgten Laborversuche zur Erprobung und Optimierung von zum Einsatz in Betonbauteilen vorgesehenen FBG-Sensoren. Außerdem wurden Einsatzmöglichkeiten der Sensoren bei der Messung von lastunabhängigen Verformungen zementgebundener Baustoffe im plastischen und festen Zustand erschlossen sowie das Dehnungsverfahren von vorgespannten Stahlfasern im Beton untersucht.

Im Zuge einer Eisenbahnquerung des Suez-Kanals entsteht zur Zeit bei El Ferdan in der Nähe von Ismaelia eine doppelarmige Drehbrücke, die wechselweise eine eingleisige Eisenbahnlinie mit 1435 mm Spurweite oder eine zweispurige Straße von 9,2 m Fahrbahnbreite überführen kann. Das gesamte Brückenbauwerk besteht aus zwei gleichartigen Drehbrücken von je ca. 5000 t Gesamtgewicht, die auf der West- und Ostseite des Suezkanals angeordnet sind (Western Span und Eastern Span). Beide Drehbrücken haben Kragarme von 170 m und 150 m Länge, wobei der längere Kragarm über den Kanal einschwenkt. Mit den Stützweiten von 150 - 340 - 150 m wird diese Brücke bei der Übergabe an die Ägyptische Staatsbahn im Januar 2001 die größte Drehbrücke der Welt sein. Der vorliegende Beitrag beschreibt die konstruktiven Besonderheiten des Maschinenbaus, der Antriebs- und Steuerungstechnik. Das Drehlager auf der Westseite ist fertig montiert und die Montage des Pylones und Auslegers haben begonnen. Die Fundamentarbeiten auf der Ostseite werden im Februar abgeschlossen, so daß anschließend das Drehlager auf der Ostseite montiert werden kann. Das Ende der Gesamtmontage einschließlich Elektrotechnik ist für September 2000 geplant. Daran wird sich eine umfangreiche Funktionserprobung anschließen, so daß am 31.01.2001 die größte Drehbrücke der Welt für den Verkehr freigegeben werden kann.

Zur Auslegung von Brücken und Bauwerken des Stahlwasserbaus ist der Einsatz von statischen und dynamischen Berechnungen auf der Basis der Finite-Elemente-Methode gängige Praxis. Im Gegensatz dazu konzentriert sich der Einsatz der Mehrkörper-Simulation (MKS) bisher nur auf spezielle Fragestellungen. Dabei könnte das Verfahren sehr gut eingesetzt werden bei der Bemessung von Klapp- und Drehbrücken, Schleusentoren, Schiffshebewerken und Fähranlegern. Neben den Untersuchungen zum Normalbetrieb bietet die Simulation den wesentlichen Vorteil, daß sich außergewöhnliche Betriebs- und mögliche Havariesituationen gefahrlos analysieren lassen. Dieser Aspekt gewinnt auch zunehmend bei der Auslegung von großen Windkraftanlagen - insbesondere im Off-Shore-Bereich - an Bedeutung. Der vorliegende Beitrag zeigt deshalb die Möglichkeiten und Vorteile der Mehrkörper-Simulation bei der Lösung schwingungstechnischer Fragestellungen im Brücken- und Stahlwasserbau anhand der größten Drehbrücke der Welt über die Suez-Kanal bei El-Ferdan.

Es wird der räumliche Spannungszustand im Auflagerbereich schlanker Balken in Abhängigkeit der Parameter Balkenhöhe, Balkenschlankheit, Auflagerbreite und Auflagerüberstand beschreiben und hieraus Regeln für Bemessung und Konstruktion dieser empfindlichen Scheibenbereiche oder Diskontinuitäten angegeben.

In gezogenen Gurtscheiben über den Innenstützen von Plattenbalken werden die Spannungszustände untersucht. Dabei wird der Frage nachgegangen, wie stark sich der Gurt durch Querkrafteinleitung aus dem Steg an der Lastabtragung in Längsrichtung beteiligt.

Im Zuge der Angleichung der europäischen Bemessungsnormen für Stahlbeton- und Spannbetonquerschnitte fordert der Verfasser als Vraussetzung hierfür standadrisierte Prüfvorschriften für die werkstoffmechanischen Eigenschaften des Betons. Er schlägt für die massgebenden Kenngrössen Biegezugfestigkeit, zentrische Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Spaltzugfestigkeit und die Ermittlung der Last-Verformungsbeziehung bestimmte Veruchsaufbauten vor.

Für Plattenbalken und Kastenquerschnitte wird die Frage der mitwirkenden Breite der Druckplatte nach technischer Biegelehre und Scheibentheorie behandelt. Danach trägt der gesamte Querschnitt zu der Lastabtragung bei, eine Einschränkung der mitwirkenden Breite ist nicht erforderlich.

Im Endbereich eines frei aufliegenden Plattenbalkens werden die ebenen Spannungs-Formänderungs-Beziehungen infolge der erzwungenen Mitwirkung der Gurtscheibe untersucht. Dabei wird festgestellt, daß im kritischen Querschnitt in Feldmitte die Gurtscheibe, unabhängig von der Beschaffenheit der Endquerscheibe voll mitträgt, solange das einzelne Gurtscheibenfeld mindestens doppelt so lang wie breit ist. Zur Ermittlung und Aufteilung der hierbei auftretenden quergerichteten Zugkräfte auf Endquerscheibe und Gurtscheibe wird ein einfach zu handhabendes Näherungsverfahren angegeben.

Auf der Grundlage der zweiachsigen Spannungs-Dehnungs-Beziehungen der mathematischen Elastizitätstheorie werden die Spannungszustände in Quadrat- und Rechteckscheiben untersucht und daraus Schlussfolgerungen für die ähnlichen Spannungszustände in Würfeln und Prismen und ihre praktischen Auswirkungen beim Druckversuch gezogen.

Die bei strenger Berechnung am freien Endquerrand eines Plattenbalkens auftretenden Gleichgewichtszustände von Schubspannungen können nur wieder beseitigt werden, wenn ihre Aufnahme durch die Gurtscheibe allein oder die Gurtscheibe mit Endquerträger nachgewiesen wird. Es werden Zahlenfelder für die Einflussfelder angegeben, mit deren Hilfe der zweiachsige Spannungs-Formänderungszustand in der Gurtscheibe infolge jeder beliebigen Randscherbelastung rasch ermittelt werden kann.

Auf Grundlage der zweiachsigen Spannungs-Dehnungsbeziehungen im mehrfach zusammenhängenden Scheibenbereich des T-förmigen Plattenbalkens wird nachgewiesen, daß die folgerichtige Anwendung der technischen Biegelehre auf den Gesamtquerschnitt auch hier ausreichend genaue, die klassische Plattenbalkentheorie dagegen in Bezug auf die voll mitwirkende Breite der Gurtscheibe stets zu ungünstige Werte liefert.

In einem Scheibenstreifen werden die zweiachsigen Spannungszustände untersucht, die durch im Innern in beliebiger Höhe verankerte Spannglieder verursacht wird. Dabei wird ein Verfahren angewendet jeden ebenen Spannungszustand aus dem einachsigen Elementarspannungszustand für das Gleichgewicht und einem zweiachsigen Spannungszustand begrenzter Ausdehnung für die Verträglichkeit zusammenzusetzen.

Kritische Darstellung der auf der technischen Biegelehre basierenden Plattenbalkentheorie und Vorstellung eines neuen Ansatzes zur Beschreibung des mehraxialen Spannungszustands in Stegscheibe und Gurtplatte von Plattenbalken auf Grundlage der Scheibentheorie.

Mit Hilfe des aus der Anwendung der Scheibentheorie erhaltenen ebenen Spannungszustands werden die Bedingungen untersucht, unter denen sich eine Einzellast in einem als Scheibe vorauszusetzenden Biegeträger ausbreitet.

In einer Rechteckscheibe wird das ebene Spannungsverhalten untersucht, wenn infolge einer im Inneren parallel zu den Längsrändern angreifenden Belastung die Querdehnung des belasteten Scheibenteils durch den unbelasteten behindert wird.

Das früher vom Verfasser vorgeschlagene Verfahren zur Ermittlung zweiachsiger Spannungszustände in randbelasteten auf Biegung beamspruchten Rechteckscheiben wird auf Lastangriffe im Inneren erweitert. Das Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß Scheibenspannungszustände aus den Lastspannungen der technischen Biegelehre und aus Eigenspannungen zusammengesetzt werden können, die durch ein Gleichgewichtssystem aus den Lasten und ihren elementar verteilten Resultierenden erhalten werden.

Die bautechnischen und bauphysikalischen Eigenschaften des Porenbetons haben sich in den letzten Jahrzehnten wesentlich verbessert. Eine besonders auffällige Veränderung ist die Reduzierung der Rohdichte bei steigender Festigkeit innerhalb der einzelnen Güteklassen.
Diese Verbesserungen waren möglich, da durch gezielte Beeinflussung des Gefüges aus Feststoff und Porenstruktur der Werkstoff immer weiter entwickelt werden konnte.
Diese Entwicklung war durch zwei Maßnahmen geprägt:
· eine verbesserte Technologie zur Herstellung von Porenbeton,
· die Anwendung neuer Untersuchungsmethoden.
In der modernen Porenbetontechnologie werden die Rohstoffe mit dem Ziel aufbereitet, bestimmte chemische, mineralische und granulometrische Eigenschaften dieser Rohstoffe im Prozeß zu erreichen. Über die Rezepturen ergibt sich eine weitere Steuerungsmöglichkeit, gezielt bestimmte Werkstoffeigenschaften einzustellen. Dazu kommt die Autoklavierung als thermischer Prozeßschritt, der heute sehr gut beherrschbar ist.
Weitere Voraussetzung sowohl für die Verbesserung der Technik als auch des Werkstoffes Porenbeton war die Verwendung moderner Untersuchungsmethoden. Hier sind vor allem Elektromikroskopie, Röntgenfeinstruktur-Analyse und neuere Methoden der Korngrößenanalytik zu nennen.
Porenbeton ist heute ein anerkannter Baustoff mit hervorragenden Eigenschaften. Seine Entwicklung läuft aber weiter. Derzeit werden in der Wissenschaft neue Untersuchungsmethoden eingeführt, die auch der Porenbetonherstellung und dem Baustoff Porenbeton neue Wege öffnen werden.

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Im Rahmen diskontinuumsmechanischer Methoden wird die zu untersuchende Struktur mit Hilfe einzelner, durch Kontaktbedingungen miteinander korrespondierender Blöcke abgebildet. Es werden keine stetigen Verschiebungsverläufe und kein Zusammenhalt der Gesamtstruktur gefordert. Vielmehr werden Mehrkörpersysteme unabhängiger Einzelblöcke, welche sich durch Translation und Rotation frei bewegen und in beliebiger Art und Weise durch Kontakt miteinander kommunizieren können, beschrieben. Im Gegensatz zur Kontinuumsmechanik lassen sich mit diskontinuumsmechanischen Formulierungen Effekte wie beliebige Blockrotationen, Verblockungserscheinungen, Größeneinflüsse und Hohlraumbildungen sehr gut nachvollziehen. Die im vorliegenden Beitrag vorgestellte Distinkt-Element-Methode stellt die vollständige, leistungsfähige Umsetzung der Diskontinuumsmechanik in einer speziell hierfür entwickelten Programmphilosophie dar. Es werden neue Ergebnisse zum Schubtragverhalten sowie zum dynamischen Verhalten regelmäßigen Mauerwerks vorgestellt.