Die globalen Herausforderungen unserer Zeit sind der Klimawandel, das Bevölkerungswachstum und die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs. Für das Bauwesen bedeutet dies, in den kommenden Jahrzehnten mehr zu bauen und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch zu verringern und weniger Emissionen auszustoßen. Die handwerklich organisierte Bauindustrie ist weder technologisch noch personell darauf vorbereitet, diese Herausforderungen ökonomisch und ökologisch zu bewältigen. Hier setzt der Sonderforschungsbereich TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC) der beiden Universitäten TU Braunschweig und TU München mit seiner Grundlagenforschung an. Der AMC betrachtet die additive Fertigung als eine digitale Schlüsseltechnologie für das Bauwesen, denn diese vereint die Vorteile von automatisierter und individualisierter Fertigung. Bei der additiven Fertigung werden die Bauteile ohne Formenbau schichtweise aufgebaut. Dies schafft grundlegend neue Anforderungen an Werkstoffe, Verfahrenstechniken sowie an Design und Konstruktion und kann nur in hochgradig interdisziplinären Teams von Wissenschaftler:innen aus den Bereichen des Bauwesens und des Maschinenbaus erforscht werden. Die Basis für die werkstoffübergreifende Erforschung unterschiedlicher additiver Fertigungstechnologien für die Anwendung im Bauwesen stellt die über viele Jahre systematisch aufgebaute Forschungsinfrastruktur im Bereich der digitalen Baufabrikation dar. An seinen beiden Standorten, der TU Braunschweig und der TU München, kann der AMC auf innovativste Forschungseinrichtungen zurückgreifen. Darunter befinden sich sowohl DFG-geförderte Forschungsgroßgeräte wie das Digital Building Fabrication Laboratory (DBFL) und das RoboCoop3D als auch eine Vielzahl eigenfinanzierter innovativer Forschungsgeräte an beiden Standorten. Die AMC-Forschungsinfrastruktur wird im Laufe des Forschungsprojekts stetig ausgebaut und erweitert. Der vorliegende Beitrag stellt die bestehende sowie die in Anschaffung und Planung befindliche Forschungsinfrastruktur vor.

The research infrastructure of TRR 277 Additive Manufacturing in Construction
The global challenges of our time are climate change, population growth and the reduction of resource consumption. For the building industry, this means building more in the coming decades while at the same time using fewer resources and producing fewer emissions. The building industry, which is traditionally organised by craftsmen, is not prepared either technologically or in terms of personnel to meet these challenges economically and ecologically. This is where the Collaborative Research Centre TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC) of the both Universities of TU Braunschweig and TU Munich comes in with its basic research. The AMC considers additive manufacturing to be a key digital technology for the construction industry, because it combines the advantages of automated and customised manufacturing. In additive manufacturing, components are built up layer by layer without using a separate formwork. This creates fundamentally new requirements for materials, process technologies as well as design and construction and can only be researched in highly interdisciplinary teams of scientists from the fields of civil and mechanical engineering. The basis for cross-material research into different additive manufacturing technologies for application in construction is the research infrastructure in the field of digital building fabrication that has been systematically built up over many years. At its two locations, TU Braunschweig and TU Munich, the AMC can rely on the most innovative research facilities. These include both DFG-funded large-scale research equipment such as the Digital Building Fabrication Laboratory (DBFL) and the RoboCoop3D, as well as a large number of self-financed innovative research devices at both locations. The AMC research infrastructure is constantly being expanded and extended in the ongoing research project. This article presents the existing research infrastructure as well as the research infrastructure currently being acquired and planned.

Um eine dauerhafte und genaue Überwachung von Ingenieurbauwerken zu gewährleisten, ist ein flächendeckendes Monitoring-System wünschenswert. Im vorliegenden Aufsatz wird untersucht, ob die Sensoren von Smartphones und Tablets (SPT) ausreichend für eine Schwingungsmessung sind. Die Auswertung bez. Systemparametern wie Eigenfrequenzen und Dämpfungskoeffizienten wird ebenfalls betrachtet. Mithilfe von Versuchen unter Laborbedingungen an einem Einfeldträger und Versuchen im Feld an einer Testbrücke auf dem Gelände der Universität der Bundeswehr wird die Anwendungstauglichkeit von Smartphones und Tablets betrachtet. Dabei wurden neben den Messungen mit SPT Referenzmessungen mit einem klassischen Schwingungsmesssystem durchgeführt. Die Signale und deren Auswertung werden untereinander verglichen und im Fall des Laborversuchs am Einfeldträger mit Modellwerten eines SDOF-Einmasseschwingers verglichen. Damit werden die prinzipielle Anwendungsmöglichkeit der SPT wie auch die Tauglichkeit der aufgezeichneten Signale zur Weiterverarbeitung zur Systemidentifikation dargestellt.

Smartphone-based vibration measurement for the assessment of bridge structures
In order to ensure permanent and accurate monitoring of engineering structures, an area-covering monitoring system is desirable. In this article, it is investigated whether the sensors of smartphones and tablets (SPT) are sufficient for vibration measurement. Evaluation in terms of system parameters such as natural frequencies and damping coefficients is also considered. With the help of tests under laboratory conditions on a single-span beam and tests in the field on a test bridge on the premises of the University of the German Armed Forces, the application suitability of smartphones and tablets is considered. In addition to the measurements with SPT, reference measurements were carried out with a classical vibration measurement system. The signals and their evaluation are compared with each other and, in the case of the laboratory test on the single-field beam, with model values of an SDOF single-mass vibrator. This demonstrates the principle application of the SPT, as well as the suitability of the recorded signals for further processing for system identification.

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Die Biegeverstärkung von Stahlbetontragwerken mit Carbonbeton wurde in der Vergangenheit bereits umfangreich untersucht und auch in der Praxis schon mehrfach erfolgreich angewendet. Seit 2014 existiert außerdem eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (Z-31.10-182) für die Verstärkung von Stahlbetonbauteilen mit textilbewehrtem Beton. Jedoch haben sich die Carbonbewehrungen in den vergangenen Jahren weiterentwickelt, weshalb im Rahmen des Projekts “C3 - Carbon Concrete Composite” die Übertragbarkeit der bekannten Erkenntnisse auf zwei aktuelle Carbongelege mit unterschiedlichen Tränkungen untersucht wurde. Hierfür wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm mit insgesamt 18 Großbauteilversuchen an der TU Dresden durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt und diskutiert.

Flexural strengthening with carbon reinforced concrete - tests with new carbon reinforcements
The flexural strengthening of reinforced concrete structures with carbon reinforced concrete has already been extensively investigated in the past and successfully applied in practice several times. Since 2014, there has also been a German general building approval (Z-31.10-182) for the strengthening of reinforced concrete with textile reinforced concrete. However, the carbon reinforcements have developed further in recent years, which is why the transferability of the known findings to two current carbon fabrics with different impregnations was investigated within the scope of the project “C3 - Carbon Concrete Composite”. For this purpose, an extensive test program with a total of 18 large component tests was carried out at TU Dresden. The results obtained are presented and discussed in this article.

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Nach jahrelangem Leerstand wurde die historische Elbzeile am Marktplatz des Orts Bad Schandau südlich von Dresden revitalisiert und zu einem 5-Sterne-Hotel umgebaut. Das überwiegend drei- bis viergeschossige Objekt umfasst rund ein Dutzend Gebäude, die einen zusammenhängenden Häuserblock zwischen dem Marktplatz und dem Elbufer bilden. Nach rund zwei Jahren Bauzeit wurde das Hotel im August 2007 eröffnet.
Der nachfolgende Text behandelt konstruktive Besonderheiten beim Bauen im Bestand und ergänzt somit die Beschreibung der Projektsteuerung und des Bauablaufs in der Ausgabe 04/2008 der Zeitschrift Bautechnik.
Die planerische Herausforderung bei dieser komplexen Bauaufgabe bestand darin, die zahlreichen Einzelhäuser der Elbzeile, die zum Teil unter Denkmalschutz stehen, zu einer Gesamtanlage mit vielen unterschiedlichen Funktionsbereichen zusammenzufassen. Einige der bis zu 350 Jahre alten, am Marktplatz gelegenen Bauten waren nicht mehr zu erhalten und mussten abgebrochen und neu errichtet werden.

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Viele der in Dubai und Abu Dhabi in den letzten Jahren im Zuge des Goldrausches für Projektentwickler und Planer konzipierten Bauvorhaben beeindrucken nicht nur durch ihr immenses Volumen, sondern auch durch die engen für die Realisierung zur Verfügung stehenden Zeitrahmen. Insbesondere ist das der Fall, wenn es sich um Bauten für die Formel 1 handelt. Am Rande Abu Dhabis entsteht auf Yas Island, einer ursprünglich unbebauten Insel in der Einflugschneise des internationalen Flughafens, ein neuer Formel 1-Kurs nach dem Masterplan des Ingenieurbüros Tilke GmbH & Co. KG aus Aachen. Auf und um das Streckengelände werden bis zum ersten Rennen im November 2009 vielfältige Einrichtungen realisiert, die umfassende Infrastrukturmaßnahmen einschließen. Eines Tages wird man von dort aus das ebenso neu entstehende Kulturzentrum auf Saadiyat Island mit seinen Vorzeigebauten erreichen. Hier geht es nicht um Einbindung in ein bestehendes städtebauliches Gefüge, alles ist neu entwickelt, alles beansprucht für sich Einmaligkeit.

Yas Island Marina Hotel - Pole position in Abu Dhabi.
Many of the projects conceived for Dubai and Abu Dhabi as part of the development and design goldrush of the past years are not only impressive by their enormous scale, but also their demanding delivery dates. This is especially the case when building for the Formula 1 with a race date delivery. In the outer skirts of Abu Dhabi, next to the international airport on Yas Island, a previously empty island, construction for a new Formula 1 racecourse master planned by Tilke GmbH & Co. KG is underway. On and around the racecourse massive developments are being delivered for the first race in November 2009 including vast infrastructure projects. One day Saadiyat Island, Abu Dhabi's much talked about new cultural district equally built from scratch, will be accessed from here. Not the existing urban fabric or context is the theme, everything is newly developed and everything claims individuality.

Als eine wesentliche, bauwerksspezifische Einwirkung muß bei Brücken die Temperatureinwirkung infolge klimatischer Effekte betrachtet werden. Eine besondere Bedeutung kommt dieser Feststellung bei Kanalbrücken zu. Sowohl im Betriebszustand mit gefülltem Trog, insbesondere aber im entleerten Zustand können die Bauwerksreaktionen auf diese indirekten Einwirkungen erhebliche Größenordnungen bis hin zu abhebenden Lagerreaktionen annehmen. So kommt einer an den theoretischen Vorgaben orientierten Lagerkrafteinstellung eine zentrale Bedeutung zu. Darüber hinaus sind bei der Planung des Lagereinbaus die unvermeidbaren Toleranzen der Bauwerksausführung sowie realitätsnahe Temperaturszenarien zu berücksichtigen. Das bedeutet in der Konsequenz, daß die Lager auch unter ungünstigen Einwirkungskonstellationen keiner unplanmäßigen Zugbeanspruchung ausgesetzt sein dürfen, da gebräuchliche Lagertypen bei Unterschreitung der Mindestauflast Schaden nehmen können. Im Rahmen des vorliegenden Aufsatzes werden die wesentlichen Grundüberlegungen dargestellt und anhand von Anwendungsbeispielen erörtert.

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Stahlkonstruktionen verlieren im Brandfall auf Grund der guten Wärmeleitfähigkeit von Stahl bei hohen Temperaturen an Festigkeit. Dies erfordert zur Einhaltung der Brandschutzvorschriften zusätzliche Maßnahmen. Im Stahlbau besteht daher ein großes Interesse an einem Baustahl, der durch eine erhöhte Warmfestigkeit einen Verzicht oder eine deutliche Reduzierung der sonst üblichen Brandschutzmaßnahmen ermöglicht. Von der Thyssen Krupp Stahl AG wurde ein Konzept für einen entsprechenden feuerresitenten (FR-)Stahl erarbeitet und zur Betriebsreife geführt. Dieser soll als Grobblech in Dicken bis 50 mm für geschweißte Profile zum Einsatz kommen. Der neue feuerresitente Baustahl ist als FRS275N (Markenname FR 30) patentrechtlich geschützt und bauaufsichtlich zugelassen. Durch sein vorteilhaftes Eigenschaftsprofil und seine hervorragende Verarbeitbarkeit können ungeschützte Profile beliebiger Geometrie aus dem FR-Stahl bei entsprechend angepaßter Ausnutzung der Feuerwiderstandsklasse F 30 zugeordnet werden.

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Bei einer auf Schub beanspruchten Scheibe aus Brettsperrholz (BSP) werden, aufgrund der inneren Struktur aus orthogonal geschichteten und verklebten Brettlagen, drei mögliche Versagensmechanismen unterschieden: (i) Brutto-Schub, (ii) Netto-Schub und (iii) Torsion. Während der Widerstand gegen Torsion bereits umfangreich untersucht wurde, stellt sich die Bestimmung der Brutto- und Netto-Schubfestigkeiten als Herausforderung dar. Gegenwärtige Nachweise für den Netto-Schub beziehen sich daher auf Kenngrößen, welche an BSP-Einzelknoten ermittelt wurden. Die Verifizierung dieses Ansatzes für ganze BSP-Elemente ist allerdings noch ausständig. Im Rahmen dieses Beitrages wird die Anwendbarkeit der von Kreuzinger und Sieder [1] 2013 veröffentlichten Prüfkonfiguration zur Bestimmung der Scheibenschubkenngrößen verifiziert. Zu diesem Zweck und zur Ermittlung bemessungsrelevanter Schubkenngrößen wurden insgesamt 18 Serien mit unterschiedlichen Konfigurationen der Produktparameter geprüft. Dabei konnte die Effizienz der Prüfkonfiguration zusammen mit einem zuverlässigen Versagen auf Schub bei allen Serien festgestellt werden. Bezüglich der untersuchten Parameter wurden qualitativ übereinstimmende Ergebnisse mit Prüfungen an BSP-Einzelknoten beobachtet. Die Parameter Fugenausführung und Lagenstärke wurden als wesentliche Einflussfaktoren auf die Schubkenngrößen bestätigt. Auf Grundlage der Erkenntnisse werden charakteristische Schubkenngrößen und ein Bemessungskonzept vorgeschlagen.

Shear properties of cross laminated timber diaphragms: verification of a test configuration and parameter study
In diaphragms of cross laminated timber (CLT) exposed to shear the internal structure of orthogonally layered side bonded layers leads to three possible failure mechanisms: (i) gross-shear, (ii) net-shear and (iii) torsion. While the resistance against torsion has been investigated comprehensively, the determination of gross- and net-shear strength values remained a challenging task. Present design concepts for net-shear are based on properties derived from testing single CLT-nodes. The verification of this approach for CLT-elements has yet to be confirmed. This article aims to verify the applicability of the test configuration published 2013 by Kreuzinger and Sieder [1]. Therefore and for evaluation of shear properties relevant for design, 18 series featuring different parameter settings were tested. In doing so, the operational efficiency of the new shear test configuration together with reliable shear failure of all tested CLT diaphragms was observed. With regard to the investigated parameters, results qualitatively correspond with tests on single CLT-nodes. Gap execution and layer thickness are confirmed to be parameters significantly influencing shear properties. Based on gathered experiences, characteristic shear properties and a design concept are proposed.