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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Skuk, Stefan; Schierl, HeimoBrenner Base Tunnel: First results of the exploratory tunnels from a geological and geomechanical point of view - Case studies of four fault zonesGeomechanics and Tunnelling3/2017275-290Topics

Kurzfassung

The Brenner Base Tunnel (BBT) is a straight, flat railway tunnel between Austria and Italy. It runs from Innsbruck to Fortezza (55 km), crossing the main Alpine crest with an overburden up to 1.7 km. Including the connection to the line around Innsbruck, which has already been built and which is the endpoint for the BBT, the total length of the tunnel will be about 64 km. Once finished, the BBT will be the longest underground rail link in the world. A peculiar feature of the BBT is the exploratory tunnel running from one end to the other. This tunnel lies between the two main tunnels and about 12 m below them and is noticeably smaller than the main tubes. So far, a total of 60 km of tunnels have already been excavated in Austria and Italy (access tunnels, exploratory tunnel, main tubes and chambers), driven both by blasting and by TBM. Crossing fault zones is a geological and geomechanical challenge, both for TBM and conventional excavation methods. The Periadriatic fault zone, with a total length of 1 km, has already been driven through. This first step of the project provides an interesting look at the comparison of the predicted rock mass conditions with those that were actually encountered, the rock mass behaviour in fault zones and investigation measures ahead of the tunnel face.

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Gobiet, Gerhard; Nipitsch, Gernot; Wagner, Oliver K.The Semmering Base Tunnel - Special challenges in construction / Der Semmering Basistunnel - Besondere Herausforderungen beim BauGeomechanics and Tunnelling3/2017291-297Topics

Kurzfassung

The Semmering Base Tunnel (SBT) is about 27.3 km long and is being driven from the portal at Gloggnitz and from three intermediate construction accesses in Göstritz, Fröschnitzgraben and Grautschenhof. The main components of the tunnel system are the two single-track running tunnels, cross passages at a maximum spacing of 500 m and an emergency station in the middle tunnel section, with two shafts about 400 m deep for ventilation and extraction in case of an incident. For organisational, scheduling and topographical reasons, the tunnel is divided into three construction contracts. The eastern contract section SBT1.1 “Tunnel Gloggnitz” has been under construction since mid 2015. Construction started on contract section SBT2.1 “Tunnel Fröschnitzgraben” at the start of 2014. The western contract section SBT3.1 “Tunnel Grautschenhof” has been under construction since May 2016.
Der ca. 27,3 km lange Semmering-Basistunnel (SBT) wird vom Portal Gloggnitz aus und über die drei Zwischenangriffe Göstritz, Fröschnitzgraben und Grautschenhof aufgefahren. Die Hauptbestandteile des gesamten Tunnelsystems sind zwei eingleisige Tunnelröhren, Querschläge mit einem Abstand von maximal 500 m und eine Nothaltestelle im mittleren Tunnelabschnitt mit zwei ca. 400 m tiefen Schächten zur Be- und Entlüftung im Ereignisfall. Aus organisatorischen, terminlichen und topographischen Gründen ist der Tunnel in drei Baulose unterteilt. Das östlichste Baulos SBT1.1 “Tunnel Gloggnitz” befindet sich seit Mitte 2015 in Bau. Der Baubeginn im mittleren Baulos SBT2.1 “Tunnel Fröschnitzgraben” erfolgte Anfang 2014. Das westlichste Baulos SBT3.1 “Tunnel Grautschenhof” wird seit Mai 2016 gebaut.

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Amvrazis, Seraphim; Voit, Klaus; Cordes, Tobias; Bergmeister, KonradDrill and blast excavation forecasting using 3D laser scanning / Ausbruchprognose beim Sprengvortrieb mittels 3D-LaserscanningGeomechanics and Tunnelling3/2017298-316Topics

Kurzfassung

The application of 3D laser scanning technology in tunnelling has gained increasing significance in recent years. Laser scanning is an innovative holistic approach for data acquisition in tunnelling regarding the geometrical parameters. It is a distance-based imaging technique for three-dimensional and high-resolution illustration (3D point cloud) of the surrounding rock that can be applied at various times to provide a variety of visualization and analysis possibilities. A new approach deals with excavation forecasting by linking the acquisition of the 3D geometry of previously excavated rounds with the geological documentation of the tunnel face. This approach enables the gathering of information about the expected overbreak or underprofile of subsequent excavation in similar rock conditions. Using this information, an optimization of the borehole positions (especially of the peripheral boreholes) can achieve the best possible excavation profile. This approach offers an improvement of excavation performance and saving potential with regard to excavation quantity and shotcrete consumption. The uniform excavation shape and consistent shotcrete thickness improve tunnel stability and finally increases the service life the tunnel structure.
3D-Laserscanning gewinnt in den letzten Jahren im Tunnelbau - bisher v. a. als Ergänzung zur klassischen Vermessung - immer mehr an Bedeutung. Beim Laserscanning handelt es sich um ein bildgebendes, distanzbasiertes Verfahren, mithilfe dessen hochauflösende, dreidimensionale Darstellungen (3D-Punktwolken) der Umgebung zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden können. Dies ermöglicht eine Vielzahl an Visualisierungen und schafft die Voraussetzung für weitere Anwendungsmöglichkeiten. Eine neue Auswertemethode verknüpft die dreidimensionale Erfassung der Ausbruchgeometrie vorangehender Abschläge mit der geologischen Ortsbrustaufnahme und ermöglicht eine Prognose zukünftiger Ausbruchquerschnitte bzw. des zu erwartenden Über- und Unterprofils für zukünftige Abschläge in Bereichen mit vergleichbaren Gebirgsverhältnissen. Mithilfe dieser Information ist es möglich, das Bohrraster (v. a. die Position der Kranzlöcher) so anzupassen, dass ein möglichst profilgerechter Ausbruch erreicht wird. Diese Vorgehensweise birgt neben einer Erhöhung der Vortriebsleistung auch Einsparungspotenziale hinsichtlich der Ausbruchmenge von Gesteinsmaterial sowie des Verbrauchs von Spritzbeton. Durch die gleichmäßigere Hohlraumgeometrie wird eine einheitlichere Spritzbetondicke erreicht, wodurch wiederum die Hohlraumstabilität verbessert und schlussendlich die Lebensdauer des Tunnelbauwerks erhöht werden kann.

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DSI ground support products secure the Granitztal Tunnel Chain in Austria / DSI Underground-Stützmittel sichern die Tunnelkette Granitztal in ÖsterreichGeomechanics and Tunnelling3/2017318-320Product Informations

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 3/2017Geomechanics and Tunnelling3/2017320-322Diary of Events

Kurzfassung

World Tunnel Congress 2017
Eurock 2017
51st US Rock Mechanics and Geomechanics Symposium
International Conference on Tunnels and Underground Spaces (ICTUS17)
Shotcrete for Underground Support XIII: New Developments in Rock Engineering, Tunnelling, Underground Space and Deep Excavation
ISRM 2017 - Rock mechanics for Africa
3rd Nordic Rock Mechanics Symposium
66. Geomechanics Colloquium
15th International Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics
AFTES International Congress
16th Australasian Tunnelling Conference: Challenging Underground Space: Bigger, Better, More
TBM DiGs 2017
Südbahntagung
STUVA Conference 2017
Spritzbeton-Tagung 2018
33. Christian Veder Kolloquium
52nd US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium
NAT 2018
10th Asian Rock Mechanics Symposium

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Inhalt: Mauerwerk 3/2017Mauerwerk3/2017Inhalt

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Jäger, WolframMasonry - energy-efficient, strong and weather-resistant / Mauerwerk - Energieeffizient, tragfähigMauerwerk3/2017137-138Editorials

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Schoch, TorstenEnergy-efficient masonry buildings / Energieeffiziente Gebäude aus MauerwerkMauerwerk3/2017139-154Fachthemen

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In line with the general trend to improved energy-related properties of buildings in massive construction, many massive buildings have been designed and built in recent years, which have proactively observed and also helped to determine the specification of future building standards in Europe. According to [1], the first low-energy house was built in Kassel in 1986 with an area-related energy demand for hot water and heating of only 60 kWh/(m2a). The use of massive building materials with low thermal conductivity played a similarly important role in this case to the increasing use of thermal insulation materials and new building services technology using renewable energy sources. Keeping the constructional details simple to build by tradesmen in order to avoid thermal bridging and useless building mistakes was and is still an important practical requirement. With the help of examples, the article demonstrates that monolithic construction is suitable for compliance with current energy-related requirements and how this is carried out.

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Gunkler, Erhard; Marx, Johann Jakob; Blum, CarstenShear resistance of reinforced masonry beams with and without additional concrete or prestress / Querkrafttragfähigkeiten von bewehrten Mauerwerksbalken mit und ohne Aufbeton oder VorspannungMauerwerk3/2017155-167Fachthemen

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This article investigates the transferability of the Simplified Modified Compression Field Theory (SMCFT) [2], which is known in reinforced concrete design and included in the fib Model Code for Concrete Structures 2010 (Volume 3) [1], to reinforced or prestressed masonry beams (RM beams) with or without an additional layer of concrete. The investigation for this work is the obsolete shear design concept that has been used until now for reinforced masonry under shear loading, which does not adequately reflect the actual load-bearing behaviour of significant areas of masonry. The fundamentals of the SMCFT are explained and the transferability of the theory to RM beams is examined, taking into account in particular the different material properties of masonry compared to reinforced concrete. A first approach for future application is represented by the equations presented here for the determination of the shear force capacity of RM beams. The verification is performed through a comparison of the shear resistances determined experimentally (exp.) and by calculation (calc.).

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Bothe, Eckard; Hinze, Sirko; Schöps, PeterStructural calculation of existing masonry arch bridges / Nachrechnung gemauerter BogenbrückenMauerwerk3/2017168-178Fachthemen

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For masonry bridges with small spans built before 1900, there are often no documents available since such bridges were often built from experience. Surveying is often restricted to the visible parts of the structure. Geometrical assistance in the form of drilling cores is only ever at points, which inevitably have to be interpolated. Large parts of these structures are in the ground (abutments, foundations) and are largely inaccessible for adequate geometrical recording. The constitutive laws for the existing masonry can only be described with reasonable effort through minimum values from regulations. The article describes a procedure with additions to the missing documents from experience to obtain statements about the load-bearing capacity based on approximate models, which permit categorisation into decisive bridge classes based on the regulations for the structural analysis of existing road bridges and also enable usable results for the comparison between the result of categorisation and special load cases for heavy transport.

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Professional training courses on the subject of nearly zero energy buildings / Weiterbildungsmaßnahmen zum Thema NiedrigstenergiegebäudeMauerwerk3/2017178Firmen und Verbände

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Dunjic, Viktor; Kolbitsch, AndreasShear resistance verification of late 19th century masonry according to EC 6 - State of the art / Nachweis der Schubtragfähigkeit von gründerzeitlichem Mauerwerk nach EC 6 - State of the ArtMauerwerk3/2017179-187Fachthemen

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A large part of buildings in Central European cities like Vienna was built in the Gründerzeit period between about 1840 and 1918 [1]. These buildings were constructed according to traditional rules. Current urban development requires historic buildings to be structurally adapted, which requires retroactive analysis of the masonry walls; in Austria according to ÖNORM EN 1998-3 [2] and ÖNORM EN 1996-3 (EC 6) [3]. Here, special focus is on the load transfer of horizontal earthquake loads, i. e. the shear strength of masonry walls.
This paper describes the verification of historic masonry in detail and discusses individual components. Initial shear strength, load-influenced friction and the length of the compressed part of the wall are first determined using results from experimental testing and relevant literature and then compared to the approaches in EC 6. Based on this analysis, recommendations are provided to make theoretical approaches more realistic.

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10th Australasian Masonry Conference Masonry today and tomorrowMauerwerk3/2017187Termine

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Braun, JörgInvestigations into the improvement of the weather protection of unburnt brick masonry, part 2 / Untersuchungen zur Verbesserung des Witterungsschutzes von Lehmmauerwerk, Teil 2Mauerwerk3/2017188-203Fachthemen

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In June 2006, the Chair of Structural Design at the Technical University of Dresden was commissioned by the Iranian cultural authority ICHHTO and the UNESCO to perform structural design services for the earthquake-resistant repair and rebuilding of the Sistani House in the historic citadel Arg-e-Bam in the south of Iran. The citadel was until its almost complete destruction by an earthquake on 26 Dezember 2003 the largest building of unburnt brick masonry in the world and is listed as a World heritage Site by UNESCO because of its cultural and historical significance. Surveying and documentation work, archaeological rubble clearance and the rebuilding of the Sistani House after its destruction by the earthquake have taken the team from the department to Bam at regular intervals since 2006. In the course of the work, it became apparent that research was needed in the field of the repair of earthquake-damaged unburnt brick masonry and into the improvement of the shear strength/earthquake resistance and the weather protection of unburnt brick masonry.
The article is subdivided in Part 1, Introduction, test performance and assessment of results for additives to loam render [14] as well as Part 2, Assessment of the results for surface treatment to unburnt bricks and the climatic chamber tests.

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A house with sweeping lines / Ein Haus mit SchwungMauerwerk3/2017204-205Wettbewerbe

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10th Academic Masonry Day / 10. Akademischer MauerwerkstagMauerwerk3/2017205-206Veranstaltungen

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Titelbild: Stahlbau 3/2017Stahlbau3/2017Titelbild

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Sowohl Stahl-, Metall- und Komplettbauer planen und steuern komplexe Aufträge, die mit erheblichen Investitionen einhergehen. Mit ams.erp STEEL erhalten Einzel, Auftrags- und Variantenfertiger ein durchgängiges Informationssystem, das sie zu allen kaufmännischen und technischen Fragen ihrer Projekte verlässlich in Echtzeit beauskunftet. Querschnittsfunktionen wie DSTV-Standards, Dokumentenmanagement, Zeitwirtschaft und Finanzbuchhaltung machen die Lösung zu einem Projektmanagement-ERP, mit dem sich Stahl-, Metall- und Komplettbauer durchgängig organisieren. Für zusätzliche Effizienz auf der technischen Seite sorgt ams.mobile und insbesondere auf Anwenderseite die Branchenexpertise des ams-Teams. (Foto: ams.Solution)

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Vorschau 4/2017Stahlbau3/2017Vorschau

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Natalie Stranghöner, Dominik Jungbluth, Nariman Afzali, Christoph Lorenz: Einblick in das Vorspannverhalten von geschraubten Verbindungen aus nichtrostendem Stahl
J. Michael Rotter: Shell buckling transformed: Mechanics, design processes and their inter-relation
Peter Knödel, Thomas Ummenhofer: Regeln für die Berechnung von Behältern mit der FEM
Kirsi Hautala, Matti-Esko Järvenpää, Pekka Pulkkinen: Digitalization transforms the construction sector throughout asset's life-cycle from planning and design to operation and maintenance
Thomas Winterstetter, Agatha Toth, Werner Sobek, Konrad Graser, Marco Baur: National Museum of Qatar - Stahlbau, Gebäudehülle und 3D BIM in höchster Komplexität
Holger Lange, Christian Elberg: Entwicklung von weichen Türmen für Windenergieanlagen - Softtower
Jörg Uhlemann, Natalie Stranghöner: Steifigkeitskennwerte von Gewebemembranen

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Inhalt: Stahlbau 3/2017Stahlbau3/2017Inhalt

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Bernert, Dietmar; Hauke, BernhardDer Deutsche Stahlbau ist am vorderen Ende der DigitalisierungsketteStahlbau3/2017201Editorials

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Peter, Boris; Oppe, MatthiasDie Digitalisierung im Bauwesen ist eine Chance - Über Prozessketten und notwendige ParadigmenwechselStahlbau3/2017202-207Fachthemen

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Durch die Digitalisierung verändern sich unser Leben, unsere Gesellschaft und ganze Wirtschaftszweige. Sogenannte Disruptoren wie Apple, Google, Uber und viele andere führen in kürzester Zeit zu einer Neuordnung einer Branche. Beispiele für disruptive Technologien sind unter anderem die Digitalkamera, das Smartphone, das Elektroauto und eben auch das CAD (Computer Aided Design), das in den 90er Jahren die technische Handzeichnung mit Tuschestift und Zeichenbrett innerhalb kürzester Zeit ersetzte (Bild 1).
Digitaler Prozesswandel, das parametrische Entwerfen und der Einsatz von BIM als Planungsmethode führen vermehrt auch im Bauwesen zu grundlegenden Veränderungen in den Planungsprozessen und Planungsschnittstellen. Sie ermöglichen die Planung, Berechnung und Umsetzung deutlich komplexerer Bauwerke, führen zu durchgängigen Prozessketten zwischen Planung, Ausführung und Nutzung, und ermöglichen die koordinierte Bündelung aller Bauwerksinformationen in einer Projektdatenbank. Durch die Veränderung unserer Prozesse hin zu einer teamorientierten Planungsmethode lassen sich Paradigmen aufbrechen und Fehlentwicklungen korrigieren. “Aber dafür müssen wir heraus aus der Deckung, selbst ausprobieren und mitreden [1]”.

The digitization in the building industry is a chance - about process chains and necessary changes of paradigm.
The digitization changes our lives, our society, and all sectors of the economy. So-called disruptors, such as Apple, Google, Uber, and many others lead to a reorganization of an industry in a very short time. Examples of disruptive technologies are among other things the digital camera, the smartphone, the electric car and also the CAD (computer aided design), which has replaced within a very short time the technical drawing with ink pen and drawing board in the 90s (Fig. 1).
Digital process change, parametric design and the use of BIM planning method lead increasingly also in the construction industry to basic changes in the planning process and planning interfaces. It enables the planning, calculation and implementation significantly more complex structures, lead to continuous process chains between planning, execution, and use and enable coordinated bundling of all building information in a project database. By changing our processes towards a team-oriented planning method paradigms can be changed and mistakes can be corrected. “But therefore we must leave the defense, must try out the possibilities and talk together [1]”.

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Münzner, Hinrich; Schmidt, IngoDigitales Planen und Bauen - Vorteile im Stahlbau - Anwendungsbeispiele nach der BIM-MethodeStahlbau3/2017208-216Fachthemen

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Die Planung, Fertigung und Montage in Stahlbauunternehmen ist von der modernen IT-Infrastruktur geprägt und bildet eine hochintegrierte Einheit. Die Anbindung an den gesamtheitlichen Lebenszyklus des Gebäudes ist im herkömmlichen, nach Leistungsphasen gegliederten Planungsablauf, nur begrenzt möglich. Mit Einführung der BIM-Methode hat der Stahlbau die Chance, sich in die Prozesskette einzubinden und die vielfältigen vorhandenen Erfahrungen in der digitalen Planung und Fertigung auf die gesamte Prozesskette auszuweiten.

Digital planning and production - benefit for steel construction contractors.
Design and construction of steel structures is a highly integrated process, using modern IT infrastructure throughout the process. However, the participation in the life cycle of the building is limited, due to the segmented project procurement. With the implementation of the BIM Methodology, steel construction gets the chance to merge into the process, enhancing project optimization efforts and leading to a better overall project delivery.

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Vortragscampus auf der BAU in MünchenStahlbau3/2017216Aktuell

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Carl, Oliver; Hartmann, Friedel; Zhang, ChuanzengSchnelle Berechnung von Änderungen und Varianten bei komplexen Tragsystemen (3D-Modellen) - Neue Ansätze in der Baustatik unter Verwendung von EinflussfunktionenStahlbau3/2017217-224Fachthemen

Kurzfassung

Der Einsatz von digitalen Gebäudedatenmodellen während des Planungsprozesses bietet auf einfache Weise die Möglichkeit, durch Auslesen der geometrischen Daten ein dreidimensionales (3D) Berechnungsmodell für die Tragwerksplanung zu erstellen und einzusetzen. Dadurch steigt allerdings der Anteil von aufwändigen Berechnungen an komplexen Gesamtmodellen weiter an. Die beim Entwurf eines Tragwerks notwendigen Variantenuntersuchungen und Systemänderungen zur Optimierung des Tragsystems führen zu zahlreichen Neuberechnungen am Gesamtmodell und damit zu stark ansteigenden Komplexitäten und Rechenzeiten. Im vorliegenden Beitrag wird diesbezüglich eine baustatische Näherungsmethode auf Basis von Einflussfunktionen vorgestellt, mit der sich die Berechnung von Änderungen und Varianten bei 3D-Modellen mit wesentlich geringerem Aufwand durchführen lässt. Der Tragwerksplaner kann somit deren Auswirkungen schnell und einfach überblicken bzw. sofort beurteilen.
Darüber hinaus wird gezeigt, dass sich Einflussfunktionen generell sehr vorteilhaft in der computerorientierten Baustatik zur Optimierung von Tragsystemen und zum Aufzeigen von Lastpfaden bei Berechnungen an 3D-Modellen einsetzen lassen.

Rapid assessment of modifications and variations in complex structural systems (3D models) - New technique in structural engineering based on influence functions.
The use of building information models in the planning phase allows for a convenient and simple way to create three-dimensional models (3D) for structural analysis from the geometric data. A negative side-effect of 3D analysis though is that the number of time-consuming calculations increases with the complexity of a structure. In the different stages of the design process various modifications must be tested to find the optimal structural system. This requires numerous recalculations and thus leads to a significant increase in computational time. In this paper an approximate method of analysis based on a novel use of influence functions is presented, which allows to predict the effects of design modifications with significantly less computational effort.
In addition it is shown, that influence functions can be used very advantageously in computer-oriented structural analysis in order to optimize 3D models and to identify load paths.

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Brell-Cokcan, Sigrid; Lublasser, Elisa; Haarhoff, Daniel; Kuhnhenne, Markus; Pyschny, Dominik; Feldmann, MarkusZukunft Robotik - Automatisierungspotentiale im Stahl- und MetallleichtbauStahlbau3/2017225-233Fachthemen

Kurzfassung

Die Baubranche ist aufgrund zunehmender volatiler Märkte und steigender Anforderungen besonderen Wandlungsanforderungen ausgesetzt. Dies betrifft auch den Stahlbau. Wenn über Forschung und Entwicklung gesprochen wird, dann dürfen neben innovativen Bauprodukten und modernen Bemessungskonzepten Fertigung und Montage nicht vergessen werden. Insbesondere müssen die maschinelle Unterstützung in der Produktion intelligenter und flexibler gestaltet und manuelle Bautätigkeiten sicherer und zuverlässiger durchgeführt werden. Aus diesem Grund finden Entwicklungen in Automatisierung und Robotik immer häufiger Anwendung, wobei der Schwerpunkt zurzeit noch im Bereich der Vorfertigung liegt. Die Digitalisierung wird darüber hinaus unsere zukünftige Arbeitswelt nachhaltig beeinflussen und verändern. Diese und weitere Faktoren resultieren daher in der Forderung, neue technische Visionen zum Bauen und Produzieren der Zukunft zu entwickeln.

Robotic future - the potential for automation in steel.
Changing markets and rising architectural demands require a higher degree of flexibility in the construction sector. This holds also for steel construction. So when talking about research and development in steel construction, apart from innovative construction products and design concepts, we must not forget fabrication and erection having a big potential for improvements. In particular, production machinery should be improved in terms of intelligence and flexibility. Furthermore, manual tasks on site should be performed in a more reliable manner. Therefore, new developments of automatization and robotics, especially in the area of prefabrication, are being used to a growing degree. Moreover, digitalisation will alter the future of labour substantially. These and further factors require new technical visions of for future building and production.

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