Der Werterhalt von Immobilien wird zunehmend durch die Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten in der Planung sichergestellt. Dadurch ist bereits in der Phase der Projektentwicklung die lebenszyklusbezogene Betrachtung der künftigen Ertragssituation einer Immobilie erforderlich. Durch Gegenüberstellung der Erlöse zu den Lebenszykluskosten lässt sich die von den Autoren so bezeichnete Lebenszyklusrendite (LZR) als prognostischer Parameter zur Beurteilung der Rentabilität einer Investition ermitteln. In diesem Beitrag werden zur Ermittlung der LZR die zu einem frühen Zeitpunkt vorhandenen Projektinformationen in ein digitales Bauwerksmodell eingebunden. Durch Building Information Modeling (BIM) kann in einer frühen Projektphase die Unschärfe der Kostenermittlung durch Verknüpfung des digitalen Planungsstands mit relevanten Gebäudeinformationen verringert werden. Auf Basis eines digitalen Bauwerksmodells gelingt so eine nachvollziehbare und auf Planungsvarianten anpassbare Ermittlung der LZR. Die Aufgliederung aller für den Lebenszyklus relevanten Erlöse bzw. Einnahmen und Kosten bzw. Ausgaben ist dazu erforderlich. Änderungen und Ergänzungen am Bauwerksmodell erfordern eine laufende und durch das digitale Modell rasch mögliche Anpassung der Berechnungen an den jeweiligen Planungsstand. Eine laufende Kontrolle der zu Projektbeginn definierten Ausgangsparameter ist dadurch möglich.

Prognostic determination of life cycle rate of return with BIM
The value retention of real estate is increasingly ensured by the inclusion of sustainability aspects in the planning. As a result, life-cycle considerations of the future earnings situation of a property are already necessary in the project development phase. By comparing the revenues to the life cycle costs, the life cycle return (LCR), as it is called by the authors, can be determined as a prognostic parameter for assessing the profitability of an investment. In this paper, the project information available at an early stage is integrated into a digital building model to determine the LZR. Building Information Modeling (BIM) can reduce the uncertainty of the cost calculation in an early project phase by linking the digital planning status with relevant building information. Based on a digital building model, it is thus possible to determine the LZR in a way that is comprehensible and adaptable to planning variants. The breakdown of all revenues and costs relevant for the life cycle is necessary for this. Changes and additions to the building model require a continuous and rapid adjustment of the calculations to the respective planning status. This makes it possible to continuously check the initial parameters defined at the beginning of the project.

Die Baustellenüberwachung ist heutzutage ein überwiegend manueller Prozess, bei dem die Ereignisse auf der Baustelle von Baustellenpersonal händisch dokumentiert werden. Diese ineffizienten, nicht mehr zeitgemäßen Arbeiten resultieren in einem erheblichen Zeit- und Kostenaufwand und einer hohen Fehleranfälligkeit. Demgegenüber bieten die rasanten Entwicklungen der Informationstechnik vielseitige Möglichkeiten, mit z. B. Bluetooth Low Energy (BLE) Monitoring, Kameras und Laserscannern Daten in Echtzeit zu erfassen und auszuwerten. Die Baustelle kann durch einen Digitalen Zwilling widergespiegelt werden, welcher die enormen Mengen an Rohdaten strukturiert abspeichert und verwaltet. Um aus der Masse an Rohdaten Informationen und Unternehmenswissen zu generieren, sind u. a. verschiedene AI-gestützte Verarbeitungsmethoden notwendig. Das Potenzial, mithilfe dieser Informationen eine voll automatisierte Baustellenüberwachung umzusetzen, ist unbestreitbar. Eine präzise, maschinelle Erfassung von Eckdaten der Bauprozesse, wie Prozessbeginn, Prozessende und verwendete Ressourcen, wird zukünftig ein essenzielles Fundament zur Optimierung der Baustelle bilden. Der vorliegende Beitrag beleuchtet den aktuellen Stand der Technik im Bereich computergestützte Baustellenüberwachung und präsentiert darüber hinaus Erkenntnisse, die beim Monitoring von mehreren Baustellen gesammelt wurden.

Digital twin construction - process monitoring for automated control of time and cost
Construction monitoring is nowadays a predominantly manual process in which construction site personnel document the processes on the construction site manually. This inefficient task results in a considerable expenditure of time and money and is highly susceptible to errors. In contrast, the rapid developments in information technology offer a wide range of possibilities, e. g. Bluetooth Low Energy (BLE) monitoring, cameras and laser scanners, to record and evaluate data in real-time. The construction site can be mirrored by a digital twin, which stores and manages large amounts of raw data in a structured manner. Besides others, various AI-supported processing methods are necessary to generate information and business knowledge from the raw data. The potential to enable fully automated process monitoring from this information is undeniable. Precise, automated recording of the critical features of the construction process, such as process start, process end and resources used, will form an essential foundation for optimizing the construction site in the future. This article examines the current state of the art in computer-aided construction site monitoring. Furthermore, it presents insights gained while monitoring several construction sites.

Die Digitalisierung im Bauwesen schreitet voran, das Thema BIM (Building Information Modeling) ist in aller Munde und viele Unternehmen und Projekte machen erste Erfahrungen mit der digitalen Arbeitsmethode. Die Prozesse im Lebenszyklus einer baulichen Anlage (oder Anwendungsfälle digitaler Methoden) können dann effizient qualitätsvolle Ergebnisse liefern, wenn Daten aus weiteren Quellen wie etwa Terminpläne, Dokumente, digitale Abnahmeformulare oder von verbauten Sensoren miteinander vernetzt werden. Es geht um Transparenz und das Auflösen von Datensilos. Ein Beispiel hierfür ist das übergeordnete Management von vertraglich vereinbarten Kundenanforderungen. Mithilfe von einheitlich strukturierten Datenmodellen werden die Silos von aktuellen und zukünftigen Prozessen überwunden, so wird eine Ende-zu-Ende-Transparenz geschaffen. Damit stehen mehr Daten und Informationen für fundiertere Entscheidungen und ein besseres Risikomanagement zur Verfügung. Zusätzlich ermöglicht ein einheitliches Datenmodell eine Reduzierung von Abhängigkeiten durch die genutzten Softwaresysteme - die Daten-Interoperabilität kann in verschiedenen Projektszenarien besser gewährleistet werden. Dies hat einen Einfluss auf das Management einzelner Projekte sowie die Vergleichbarkeit und die Steuerung über Projektgrenzen hinweg. Um diesen Mehrwert nutzbar zu machen, braucht es - fernab von technologischen Voraussetzungen - neue Kompetenzen, die datengetriebene Denk- und Arbeitsweisen bei allen Stakeholdern eines Projekts vorantreiben. So kann der Weg zu einem echten Digitalen Zwilling in allen Lebenszyklusphasen baulicher Anlagen bereitet werden. Effiziente und fundierte Entscheidungen sind ein Hebel, den Herausforderungen großer Veränderungen in allen Bereichen des Bauwesens, v. a. auch dem nachhaltigen Wandel in Verkehrs- und Energieinfrastruktur, zu begegnen.

Digital twins enable informed decisions through linked data
Digitization in the construction industry is advancing, the topic of BIM (Building Information Modeling) is on everyone's lips, and many companies and projects are gaining their first experience with the digital working method. The processes in the life cycle of a construction facility (or use cases of digital methods) can efficiently deliver quality results when data from other sources such as schedules, documents, digital acceptance forms or from installed sensors are linked with each other. It is all about transparency and breaking down data silos. One example of this is the higher-level management of contractually agreed customer requirements. With the help of consistently structured data models, the silos of current and future processes are overcome, thus creating end-to-end transparency. As a result, more data and information is available for more informed decisions and better risk management. In addition, a unified data model enables a reduction of dependencies through the software systems used - data interoperability can be better ensured in different project scenarios. This has an impact on the management of individual projects as well as comparability and control across project boundaries. To harness these added values, far from technological prerequisites, new competencies are needed to drive data-driven ways of thinking and working among all stakeholders of a project. This can pave the way for a true digital twin in all lifecycle phases of structural assets. Efficient and informed decision-making is a lever to meet the challenges of major changes in all areas of construction, especially also the sustainable change in transport and energy infrastructure.

Das Thema digitales Bauen bzw. Building Information Modeling (BIM) bietet enormes Potenzial, Prozesse rund um das Planen, Bauen und Betreiben zu optimieren und somit effizienter bzw. wirtschaftlicher zu arbeiten. Während der Fokus häufig auf der Beschleunigung und Verbesserung von Planungs- und Genehmigungsprozessen liegt, können auch die Abläufe auf der Baustelle während der Bauausführungsphase verbessert werden. Bei STRABAG wird bereits heute eine Vielzahl von Arbeiten auf der Baustelle durch digitale Methoden und Werkzeuge unterstützt und somit der Bauablauf und die Qualität der Bauwerke verbessert. Im Rahmen dieses Beitrags werden Praxisbeispiele für den Einsatz digitaler Methoden im Verkehrswegebau aufgezeigt, ihr Einfluss auf den Bauablauf erörtert und notwendige Voraussetzungen für einen effizienten Einsatz digitaler Methoden erläutert. Im Speziellen soll das Thema Bauteiltracking im Kanalbau fokussiert werden. Im Kanalbau müssen Rohre und Schächte bestellt, produziert, geliefert und montiert werden. Dabei sind v. a. Schachtunterteile Individualbauteile, die auf Grundlage der vorliegenden Planung gefertigt werden müssen. Der Bestell-, Liefer- und Montageprozess dieser Bauteile ist nicht nur zeitaufwendig, sondern erfordert ein hohes Maß an logistischer Vorplanung. Um diese Schritte zu vereinfachen, wurde das digitale Bauteiltracking entwickelt, wodurch es gelungen ist, den Kanalbau effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten.

Digital construction on building sites - application settings and improvement potential
Digital construction, also known as Building Information Modeling (BIM), has the potential to revolutionize the way we plan, construct, and operate buildings and infrastructure. By using digital methods and tools, we can optimize processes and work more efficiently and cost-effectively. This is not just limited to the planning and approval stages but can also be applied during the construction phase. At STRABAG, they have already begun to implement these techniques on their construction sites, resulting in improved processes and higher-quality structures. In this article, the author will explore the practical applications of digital tools and methods in infrastructure construction. She will discuss the impact it has on the construction process and the preconditions needed for its successful implementation. One specific area to be delve into is the use of digital component tracking in sewer construction. The process of ordering, producing, delivering, and installing pipes and manholes is time-consuming and requires a great deal of logistical planning. Digital component tracking simplifies these steps, making sewer construction more efficient and cost-effective.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Achim Hettler zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Die Erddrucktheorie kann auf eine über 300jährige Geschichte zurückblicken. Ihre erste Hälfte wurde von französischen Ingenieuroffizieren geprägt, die sich von Sébastien le Prêstre de Vauban (1633-1707) über Bernard Forest de Bélidor (1697/98-1761) und Charles Augustin Coulomb (1736-1806) bis zu Jean-Victor Poncelet (1788-1867) mit dem Entwurf, der Konstruktion, dem Bau und der Unterhaltung von Festungen zu befassen hatten. Dabei bildet das vor 250 Jahren der Pariser Académie Royale des Sciences vorgelegte Coulombsche Mémoire Sur une application des règles de Maximis et Minimis à quelques Problèmes de Statique, relatifs à l'Architecture - das auch bahnbrechende Erkenntnisse zur Balken- und Gewölbetheorie enthält - die historisch-logische Mitte der Entwicklung der Erddrucktheorie von 1700 bis 1850. Nachfolgend wird die These entwickelt, dass die französischen Militäringenieure vom Ausgang des 17. Jahrhunderts bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts nicht nur eine wichtige Rolle bei der Herausbildung der modernen Bauingenieurprofession spielten, sondern mit der Erddrucktheorie die erste genuin technikwissenschaftliche Theorie schufen, die das wissenschaftliche Selbstverständnis des Bauingenieurs konstituierte.

The earth pressure theory from 1700 to 1850: 250 years of Coulomb's earth pressure theory
Earth pressure theory can look back on more than 300 years of history. Its first half was shaped by French engineering officers ranging from Sébastien le Prêtre de Vauban (1633-1707) through Bernard Forest de Bélidor (1697/98-1761) and Charles Augustin Coulomb (1736-1806) to Jean-Victor Poncelet (1788-1867) had to do with the design, construction, building and maintenance of forts. Coulomb's Memoire Sur une application des règles de Maximis et Minimis à quelques Problèmes de Statique, relatifs à l'Architecture presented to the Paris Académie Royale des Sciences 250 years ago - which also contains groundbreaking findings on beam and vault theory - forms the basis historical-logical middle of the development of the earth pressure theory from 1700 to 1850. In the following, the thesis is developed that the French military engineers from the end of the 17th century to the middle of the 19th century not only played an important role in the development of the modern civil engineering profession, but also created the first genuine technical-scientific theory with the earth pressure theory, which self-image of the civil engineer constituted.

Nachrichten:
Baumaterial aus Rest- und Abfallstoffen: Startschuss für neues CD-Labor an der TU Graz
Delegation aus der Ukraine zu Besuch in der Ingenieurkammer
GEG 2023: Anforderungen - Planung - Umsetzung
Ingenieurbaukunst 2024 - Konstruktion und Material mit geringem Klimafußabdruck

Veranstaltungen:
Zürcher Kranbahntag 2023

Erratum:
Bestimmung der Scherfestigkeit und Steifigkeit von Gel-Sand-Injektionsprobekörpern

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Zum Titelbild:
Die neue Polizeistation im bayrischen Wasserburg ist durch ihr monolithisches Sockelgeschoss aus Liapor-Leichtbeton in 57 cm Stärke gekennzeichnet. Ökologische Pluspunkte wie Langlebigkeit und Recyclingfähigkeit sind nur ein Aspekt des Materials, das auch robust, hochwärmedämmend und feuchte-regulierend ist. Architekt Sven Grossmann vom Wettbewerbsgewinner Krug Grossmann Architekten bescheinigt dem Material außerdem dank der enthaltenen diffusionsoffenen Blähtonkugeln, ein sehr gutes, ausgeglichenes Innenraumklima zu ermöglichen.
(Foto: Liapor)

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Zur Prüfung der Eigenschaften von Frischbeton liegen gegenwärtig nur sehr einfache empirische Prüfverfahren vor. Im DACH-Raum wird überwiegend das Ausbreitmaß als Prüfverfahren eingesetzt. Aus dem Durchmesser des ausgebreiteten Frischbetons wird dabei auf die Konsistenz des Betons geschlossen. (Korrektur-)Maßnahmen bei festgestellten Qualitätsabweichungen basieren nahezu ausschließlich auf einer subjektiven Augenscheinprüfung und demnach auf dem Erfahrungswissen der handelnden Personen. Zur Überwindung und Erweiterung dieser stark subjektiv geprägten Frischbetonprüfung wurde eine bildbasierte Methodik zur Ermittlung von (Frisch-)Betoneigenschaften entwickelt und validiert. Neben dem Durchmesser können so u. a. aus der Oberflächengestalt umfangreiche - bislang für den Prüfenden unzugängliche - Informationen z. B. zur Betonzusammensetzung oder zur Homogenität des Frischbetons abgeleitet werden. Im vorliegenden Beitrag werden zunächst die Grundlagen für die bildbasierte Frischbetonprüfung erläutert und anschließend eine Methode zur bildbasierten Ermittlung der Konsistenz und des Leimgehalts von frischem Beton vorgestellt. In Folgebeiträgen wird darauf aufbauend die bildbasierte Ermittlung granulometrischer Eigenschaften (Teil 2) und der Homogenität des Frischbetons vorgestellt (Teil 3).

Image-based quality conctrol - part 1: consistency and paste content
Today, only very simple empirical test methods are available for quality conctrol of fresh concrete on the construction site or in the production plant. Corrective actions in the case of quality deviations are based on a subjective visual inspection and thus on the experience of the inspector. The standard test method in Europe is the flow table test. The consistency of the concrete is derived from the diameter of the spread out fresh concrete. In order to overcome the deficiencies of this subjective fresh concrete testing, an image-based method for determining (fresh) concrete properties was developed and validated. In addition to the diameter, extensive information can be derived from the surface properties of fresh conrete. In this paper, the image-based determination of the consistency and the paste content is explained. The image-based determination of granulometric properties (part 2) and the homogeneity of fresh concrete (part 3) will be presented in planned follow-up articles.

Für die Bewertung der Verarbeitbarkeit von Frischbetonen ist die gängige Konsistenzprüfung (Ausbreitmaß, Verdichtungsmaß) in den meisten Fällen ausreichend. In bestimmten Fällen, z. B. bei einer anschließenden Oberflächenbearbeitung (Flügelglätten), zeigte sich in der Praxis vielfach, dass Frischbetone mit bestimmten PCE-Fließmitteln klebriger sind als andere, wodurch die Bearbeitung der Oberfläche durch maschinelles Flügelglätten erheblich erschwert werden kann. Demzufolge wäre es hilfreich, wenn bereits bei der Frischbetonprüfung auf der Baustelle weitergehende quantitative Informationen zur Klebrigkeit des Frischbetons generiert werden könnten. Im Rahmen umfangreicher Versuchsreihen wurden zur praxisgerechten Erfassung der dafür relevanten rheologischen Eigenschaften der Frischbetone zum einen der konventionelle Ausbreitversuch modifiziert (gestuftes Ausbreitmaß) und zum anderen ein Kugeleinsinkversuch weiterentwickelt.

Modified test methods for determining the stickiness of fresh concrete on site
For the assessment of the workability of fresh concretes, the common consistency test (slump-flow test, degree of compactability) is sufficient in most cases. In certain cases, e. g. in the case of a subsequent surface treatment (helicopter smoothing), it has often been shown in practice that fresh concretes with certain PCE superplasticisers are stickier than others, which can make the treatment of the surface by mechanical helicopter smoothing considerably more difficult. Consequently, it would be helpful if further quantitative information on the stickiness of the fresh concrete could already be generated during the fresh concrete testing at the construction site. Within extensive test series, the conventional slump-flow test has been modified (stepped slump-flow test) and a ball-sinking test was optimized in order to check the relevant rheological parameters of the fresh concrete.

Angesichts des Ressourcenbedarfs der Bauindustrie in Verbindung mit einer immer weiter eingeschränkten Rohstoffverfügbarkeit ist eine effiziente Kreislaufführung von Baustoffen unerlässlich. In der Betonherstellung bedeutet dies bspw. die Verwendung rezyklierter Gesteinskörnungen zum partiellen Austausch der natürlichen Kiese und Sande, wobei Letzteres nur eingeschränkt möglich ist. Da sich bei der Zerkleinerung von Beton poröser hydratisierter Zement in den Feinstoffen anreichert, ist der Einsatz dieser sog. Betonbrechsande als Gesteinskörnung oder als gemahlener Betonzusatzstoff zumeist mit Einbußen bei der Leistungsfähigkeit der Betone verbunden. Vorliegende Versuchsergebnisse zeigen, dass durch eine zusätzliche thermische Aufbereitung hydratisierter Zement aktiviert werden kann, wodurch sich ausgewählte mechanische Eigenschaften sowie bestimmte Dauerhaftigkeitskennwerte (z. B. Widerstand gegen Carbonatisierung und Chlorideintrag) bei der Verwendung als Betonzusatzstoff verbessern lassen. Diese ersten vielversprechenden Ergebnisse gaben Anlass für ein aktuell laufendes Forschungsvorhaben, in dem Einflussfaktoren der thermisch-mechanischen Aufbereitung von Betonbrechsanden unterschiedlicher Zusammensetzung auf ihre Leistungsfähigkeit als Betonzusatzstoffe eingehend untersucht werden.

Development of thermally and mechanically activated concrete fines as supplementary cementitious material - project presentation and first results
In the light of resource demands for construction and limited availability, an efficient recirculation of building materials is essential. For concrete production, this means the use of recycled aggregates as partial replacement of gravel and sand, with the latter being severely restricted. Since crushing yields a concentration of porous hydrated cement in the fine particles, the application of crushed concrete fines as aggregates or milled supplementary cementitious material (SCM) results in limited concrete performance. Present results show that hydrated cement can be reactivated through an additional thermal processing, yielding improved mechanical and durability properties like carbonation or chloride penetration when used as SCM in concrete. The promising results initiated a funded research project, which investigates influencing factors of the thermal-mechanical processing of crushed concrete sands with varying compositions on the performance as SCM.

Der Rückbau von Naturzugkühltürmen stellt einen wesentlichen Beitrag im Zuge der Umnutzung alter Kraftwerksstandorte dar. Aus monetären Gründen im Zusammenspiel mit Gründen der Nachhaltigkeit, die sich besonders in der Wiederverwendbarkeit der Flächen und im Recycling der Ressource Stahlbeton niederschlagen, ist ein zeitnaher Rückbau der Naturzugkühltürme nach Betriebsende in den meisten Fällen empfehlenswert. Der Beitrag zeigt neben dem etablierten Stand der Technik Potenziale zur Weiterentwicklung von Konzepten für den Rückbau von Naturzugkühltürmen auf. Dabei bieten komplexe numerische Simulationen mittlerweile die Möglichkeit, sowohl die Standsicherheit für temporäre, vorgeschwächte Bauzustände als auch das Kollapsverhalten der Stahlbetonbauwerke bei Sprengung zielgenau beurteilen zu können. Den zentralen Aspekt bildet hier die Sicherheit in verschiedenen Facetten, die insbesondere auch für unmittelbare Nachbarbebauungen zu betrachten und zu gewährleisten ist. Die vorgestellten neuen Rückbaukonzepte, für die noch keine praktischen Erfahrungswerte vorliegen, werden vergleichend den etablierten Konzepten gegenübergestellt und hinsichtlich der Aspekte Standsicherheit, Kollapssicherheit, Erschütterungsprognose, erforderliche Sicherungsmaßnahmen, Auswirkungen auf die Umwelt, Arbeitsaufwand und Kosten bewertet.

Optimized concepts for the deconstruction of natural draught cooling towers by blasting
The deconstruction of natural draught cooling towers represents an essential part in the course of the conversion of old power plant sites. For monetary reasons in combination with reasons of sustainability, which are particularly reflected in the reusability of the site area and the recycling of the resource reinforced concrete, an immediate deconstruction of the natural draught cooling towers after the end of operation is recommended in most cases. In addition to the established state of the art, the article shows potentials for the further development of concepts for the deconstruction of natural draught cooling towers by blasting. Complex numerical simulations nowadays offer the possibility of precise simulations of both the structural stability for temporary, weakened construction stages and the collapse behaviour of reinforced concrete structures in the event of blasting. The key aspect is safety in various facets, which must also be considered and guaranteed for adjacent buildings in the immediate neighbourhood in particular. The new deconstruction concepts presented, for which no practical experience is available at this time, are compared with the established concepts with regard to the aspects of structural stability, collapse safety, vibration prognosis, necessary safety measures, effects on the environment, workload and costs.

Beton ist das am meisten verwendete Baumaterial weltweit. CO2-Emissionen, die bei der Zement- und Betonherstellung anfallen, müssen reduziert, Produktionsmethoden verbessert und Betonzusammensetzungen angepasst werden. Zudem steigt die Nachfrage nach Beton, während fossile Brennstoffreserven und die Verfügbarkeit von mineralischen Rohstoffen abnehmen. Hinzu kommt, dass bei der Betonherstellung neue mineralogische Phasen entstehen, was ein echtes Recycling erschwert. Die Implementierung kreislaufkonformer Strategien wie der Verlängerung der Nutzungsphase ist ein wichtiger Hebel, um Umweltwirkungen im Bauwesen zu reduzieren, und erfordert die ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks. Besonders großes Potenzial liefern hier die digital vernetzte und modellbasierte Planung sowie die darauf aufbauende robotergestützte Fertigung der Bauteile, mit der sich leicht lösbare Verbindungen, einfach rückbaubare, multifunktionale, flexible sowie bzgl. Dauerhaftigkeit optimierte Strukturen ökologisch und kosteneffizient generieren lassen. Technisch wären bereits viele Projekte in der Praxis umsetzbar, allerdings müssen hierzu die rechtlichen Rahmenbedingungen verbessert und bürokratische Hürden abgebaut werden. Dieser Beitrag hat das Ziel, das Bewusstsein für den nötigen Wechsel von der Linear- zur Kreislaufwirtschaft im Betonbau und den korrespondierenden Daten zu erhöhen und dem Planer einfache Grundsätze für den Entwurf, die Ausschreibung und Umsetzung mitzugeben, um jetzt schon einen wichtigen Beitrag zum verantwortungsvollen Umgang mit immer knapper werdenden Ressourcen zu leisten.

Strategies for implementing the circular economy in construction with concrete
Concrete is the most widely used building material worldwide. However, CO2 emissions from cement and concrete production must be reduced, production methods improved, and concrete compositions adapted. While the demand for concrete is increasing, fossil fuel reserves and the availability of mineral raw materials are decreasing. In addition, new mineralogical phases are formed during concrete production, which makes true recycling difficult. Implementation of strategies that are in line with circular economy, such as the extension of the use phase and design to re-use, require a holistic view of the building. Here, digitally networked and model-based planning, as well as robot-assisted production of components, offer high potential as they enable the ecologically and cost-efficient generation of easily detachable connections, easily deconstructable, multifunctional, or flexible structures that are optimized in terms of durability. Technically, many projects could already be implemented in practice, but standards and guidelines must be adapted. The aim of this article is to raise awareness of the necessary change from linear to circular economy in concrete construction, and to provide the planner with simple guidelines for the design to contribute to the responsible use of increasingly scarce resources.

Messtechnische Systeme zur Dauerüberwachung von Bauwerken ermöglichen Einblicke in deren reale Trag- und Verformungsverhalten. Die Planung und technische Umsetzung solcher Maßnahmen erfordern für die erfolgreiche Erfüllung der Aufgabenstellungen eine hohe Fachkompetenz, sowohl auf der planerischen Seite, als auch für die fachliche Bewertung von angebotenen Monitoringlösungen. Als Hilfestellung dafür wurde von der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) das Merkblatt “Dauerüberwachung von Ingenieurbauwerken” erarbeitet, welches nun verfügbar ist. In diesem Beitrag werden die Inhalte des neuen Merkblatts vorgestellt und dieses in die vorhandene Literatur eingeordnet.

Structural Monitoring in Civil Engineering - The new guideline B 09 of the German Society for Non-Destructive Testing (DGZfP)
Measurement systems for structural monitoring provide insights into their real load-bearing and deformation behavior. The planning and technical implementation of such measures require a high level of expertise for the successful fulfillment of the tasks, both on the planning side and for the technical evaluation of the monitoring solutions offered. The German Society for Non-Destructive Testing (DGZfP) has developed the Code of Practice “Monitoring of Civil Engineering Structures” to assist in this process. In this article, the contents of the new bulletin is presented and its place in the context of the existing literature demonstrated.

Wiens/Raupach sowie Helm haben sich mit der TR-Instandhaltung des Deutschen Instituts für Bautechnik, 2020, mit den neuen Inhalten und den bautechnischen Randbedingungen einschließlich deren Anwendung befasst [1]. Schießl-Pecka/Strehlein haben das Instandsetzungsverfahren nach der TR-Instandhaltung und diesbezüglich besonders das Instandsetzungsprinzip W in Verbindung mit dem Einsatz von Hydrophobierungen aus der Planersicht beschrieben [2]. Den genannten Darstellungen liegt grundsätzlich der Anwendungsfall zugrunde, dass ein in die Jahre gekommenes Stahlbetonbauwerk instandsetzungsbedürftig ist. Neben diesem Grundfall gibt es auch den Sachverhalt, dass ein bereits instand gesetztes Stahlbetonbauwerk erneuten Instandsetzungsbedarf aufweist und deshalb Maßnahmen zu ergreifen sind. Diese Altfälle - markiert durch die Bezeichnung “Schäden” in Altfällen (Instandsetzungsschäden) - sind um einen Sonderfall zu erweitern, den charakterisiert, dass an einem instand gesetzten Stahlbetonbauwerk Instandsetzungsmängel in offener Gewährleistungsfrist auftreten und der Auftraggeber Sachmängelrechte geltend macht (Instandsetzung von Instandsetzungsmängeln in offener Gewährleistungsfrist, Instandsetzungsmängel). Neben einschlägige Technikregeln treten damit Rechtsregeln. Der Beitrag befasst sich mit den dabei auftretenden Technik- und Rechtsfragen, die auch den Anwendungsbereich der TR-Instandhaltung berühren und insbesondere auf den Stellenwert der Leistungsbeschreibung in Leistungsverzeichnissen abheben.

The technical rules for maintenance and the question of scale in the event of “damage/defects” in legacy cases
Wiens/Raupach and Helm have studied the technical rules for maintenance of the German Institute for Building Technology (Deutsches Institut für Bautechnik) of 2020 with new contents and constructional framework conditions, including their application [1]. Schießl-Pecka/Strehlein have described the repair method as specified in the technical rules for maintenance and the relevance of the W (water reduction) repair principle in particular, in combination with hydrophobic treatments, from the planner's perspective [2]. The basis for the scenarios depicted is essentially the application where repairs need to be carried out on an ageing reinforced concrete structure. In addition to this basic case, the situation also arises where there are indications that a reinforced concrete structure that has already been repaired is in need of further repairs, and consequently action is required. A special case is to be added to these legacy cases - which carry the designation “damage” in legacy cases (repair damage) - which is characterised by defects in repairs carried out on a reinforced concrete structure which come to light in an open-ended warranty period and the customer asserts claims due to material defects (rectification of repair defects in an open-ended warranty period, repair defects). Legal rules therefore apply in addition to the applicable technical rules. The article concerns itself with the technical and legal questions that arise in this regard, that also touch on the area of application of the technical rules for maintenance and in particular emphasise the significance of the performance description in contract specifications.

Nachrichten:
Betoninstandsetzung als große Zukunftsaufgabe
Ingenieurbaukunst 2024 - Konstruktion und Material mit geringem Klimafußabdruck
Delegation aus der Ukraine zu Besuch in der Ingenieurkammer: Ingenieurinnen und Ingenieure aus der Ukraine suchen Kontakte zu deutschen Planungsbüros und Unternehmen aus der Bauwirtschaft
Bauen mit Beton im Kreislauf
Sichtbetonklassen - jetzt auch für Betonfertigteile

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Zum Titelbild:
Die neue Brãila-Brücke in der Nähe der Hafenstadt Brãila ist das erste Bauwerk, das die maritime Donau in Rumänien überquert. Sie wird zur Verbesserung des Verkehrs zwischen dem Gebiet Galai-Brãila und Constana sowie zwischen den Regionen Moldawien und Muntenia und der Dobrudscha beitragen. Für die Hauptspannweite der Brücke lieferte mageba vier horizontal eingebaute Kalottenlager und weitere acht Kalottenlager, die vertikal als Puffer angeordnet sind. Beeindruckend sind speziell die großen Lamellenfugen vom Typ LR19 und LR23, die für die Brücke geliefert wurden. Mit 23 einzelnen horizontalen Lamellen kann eine maximale Bewegungskapazität von 2, 3 m aufgenommen werden. Eine Dimension, die nur bei solch großen Brückenbauwerken zu finden ist. (Foto: Daniel CHETRONI - stock.adobe.com)

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Die alternde Bestandsinfrastruktur von Brückenbauwerken in Deutschland hat zu einem massiven Sanierungs- und Erneuerungsbedarf geführt. Im Sinne einer nachhaltigen Ressourcennutzung sind neben den reinen Herstellkosten auch die Lebenszyklus- und volkswirtschaftlichen Kosten zu beachten, was in bisherigen Entwurfskonzepten meist nur ungenügend berücksichtigt wird. Modulare Verbundbrücken mit integralen Spundwandwiderlagern bieten in dieser Hinsicht Vorteile. Da hierfür jedoch noch keine standardisierte Bemessungspraxis existiert, werden bisher nur einzelne Bestandteile dieser Bauweise in wenigen Pilotprojekten ausgenutzt. Um an dieser Stelle entgegenzuwirken, werden im Rahmen des FOSTA-Forschungsprojekts P1521 zwei Konzepte zur Ausführung einer quasimonolithischen Verbindung zwischen Verbundfertigteilträgern und Spundwänden als Gründungselemente entwickelt. Um eine möglichst breite Anwendungspraxis zu erzielen, wird zum einen ein teilmomententragfähiger Anschluss für Spannweiten bis ca. 25 m, zum anderen ein vollmomententragfähiger Anschluss für größere Spannweiten bis ca. 45 m untersucht. Hierfür werden neben experimentellen Untersuchungen des Anschlussdetails in der Rahmenecke umfangreiche numerische Untersuchungen und Parameterstudien durchgeführt, um maßgebliche Einflussparameter auf die Steifigkeit und Tragfähigkeit des Details zu identifizieren. Die Auswertung der Versuche zeigt eine durchaus hohe Tragfähigkeit sowie ein gutmütiges Nachbruchverhalten der Verbindung.

Integral sheet-pile abutments for modular composite bridges
The ageing German bridge infrastructure has led to a major need for retrofitting and renewal. In the scope of a renewable usage of resources, the life-cycle- and economic costs have to be factored in alongside the fabrication costs, which has been largely neglected in current designs. Modular composite bridges with integral sheet-pile abutments offer advantages in this respect. Due to a lack of standardized dimensioning rules, however, only parts of this method have been applied in few exceptions. To counteract this, FOSTA research project P1521 aims to establish two concepts for the execution of a quasi-monolithic connection between a precast composite girder and sheet-pile foundations. To allow for as broad of an application as possible a partly-restrained connection for spans up to 25 m and a fully-restrained connection for spans up to 45 m are investigated. Additional to experimental tests, extensive numerical calculations and parametric studies are performed to identify decisive influencing parameters regarding stiffness and load-bearing capacity of the connection detail. The evaluation of the experimental tests shows quite a high load-bearing capacity as well as a good-natured post-failure behaviour of the joint.

Bei Verbundgroßbrücken, die über mehrere Felder spannen, kommt es aufgrund negativer Momentenbeanspruchung im Stützbereich zu Rissen infolge der Zugbeanspruchung in der Betonfahrbahn. Die Anordnung von stählernen Kragträgern im Querrahmenabstand unter der Fahrbahnplatte (u. a. zur Auflagerung von Teilfertigteilen) führt zu einer überwiegend längsspannenden Fahrbahnplatte, auf die direkt die Radlasten aus Verkehr wirken. Das heißt, die zyklische Querkraft infolge der lokalen Radlasten muss über die infolge der globalen Zugbeanspruchung gerissene Fahrbahnplatte zu den Querträgern übertragen werden. Derzeit wird für diesen Anwendungsfall die Rissbreite konservativ auf 0,15 mm begrenzt. Es werden Versuche und deren Ergebnisse vorgestellt, die Aufschluss über das Tragverhalten der gezogenen und damit gerissenen Betonfahrbahnplatte unter einer ermüdungswirksamen Querkraft liefern. Dazu zählen zum einen Einstufenversuche mit dem Ziel, das Tragverhalten zu klären und Parameter zu identifizieren, die die Ermüdungsfestigkeit beeinflussen. Weiterhin wurde zusätzlich in Mehrstufenversuchen der Einfluss einer realitätsnahen Beanspruchung mit wechselnder Belastungshöhe auf die Ermüdungsfestigkeit getestet und die Anwendung der linearen Schadensakkumulationshypothese nach der Palmgren-Miner-Regel überprüft.

Innovative cross-sections of steel-concrete composite bridges - part 1: fatigue strength of the transversely loaded concrete deck under tensile stress
In large composite bridges spanning over several spans, cracking occurs due to negative bending moment at the intermediate support area as a result of tensile loading in the concrete deck. Steel girders as cantilevers supporting the concrete deck at the distance of the transverse frames directly underneath the concrete deck (which among others allow for the use of partially precast concrete decks) lead to a transfer of the direct wheel loads on the concrete deck to the cross girders in longitudinal direction of the cracked concrete deck. As a consequence, the concrete deck, cracked due to global tensile stresses, is subjected to cyclic transverse loads resulting from local wheel loads due to traffic. Currently, the crack width is conservatively limited to 0.15 mm for this application. Experiments and their results are presented that provide information on the load-bearing behaviour of the cracked concrete deck under a fatigue shear loading. These include single-stage tests, which were realised in order to clarify the load-bearing behaviour and identify parameters that influence the fatigue strength. Furthermore, multi-stage tests were additionally conducted to test the influence of a realistic loading with varying height on the fatigue strength and to check the application of the linear damage accumulation hypothesis according to the Palmgren-Miner rule.

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