Polystyrol‐Extruderschaum mit verbesserten wärmetechnischen Eigenschaften — Entwicklung,Prüfung und Anwendung

Ein neuer Wärmedämmstoff aus extrudiertem Polystyrol‐Hartschaum (XPS) mit geringerer Wärmeleitfähigkeit wurde entwickelt, um die erhöhten Anforderungen an einen dauerhaften Wärmeschutz von Gebäuden einfacher und mit geringerem Materialaufwand zu erfüllen. Die bewährten mechanischen und hygrothermischen Eigenschaften von XPS‐Dämmstoffen werden beibehalten. Die erste Produkt‐Generation ist insbesondere für die außenliegende Wärmedämmung von erdberührten Wänden und Böden sowie für die Kerndämmung von zweischaligen Wänden entwickelt worden. Das verwendete CO₂‐Schäumverfahren entspricht den bestehenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Bauprodukten. Development, testing and application of extruded polystyrene foam (XPS) insulation with improved thermal properties. Improved extruded polystyrene foam (XPS) insulation with lower thermal conductivity has been developed. This enables meeting the increased requirements for sustainable building insulation with better material efficiency. The proven mechanical and hygro‐thermal properties of XPS insulation are maintained. This first product generation has been developed primarily for external perimeter insulation of basement walls and floors as well as for the insulation of cavity walls. The CO₂ foaming technology meets the sustainability requirements for building products.     

Neubau der ÖBB‐Donaubrücke Tulln – ein innovatives Brückentragwerk

104 Jahre nach ihrer Erbauung wurde die Eisenbahnbrücke der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) über die Donau in Tulln einer Generalsanierung unterzogen. Als Tragsystem der neuen Brücke wurde eine Fachwerkverbundkonstruktion mit untenliegender Fahrbahn gewählt. Nach nur 16 Monaten Bauzeit konnte mit der Inbetriebnahme im Oktober 2009 ein Stück europäische Brückenbaugeschichte geschrieben werden. Für die Demontage der bestehenden Tragwerke und die Montage des neuen Tragwerks inklusive der Ausrüstung für den Bahnbetrieb stand eine 7‐monatige Streckensperre zur Verfügung. Die Herstellung des Ersatzneubaus des 440 m langen Brückentragwerks unter möglichst geringer Beeinträchtigung des Straßen‐, Bahn‐ und Schiffsverkehrs stellte höchste Anforderungen an den Bauherrn, die Planer und die ARGE Donaubrücke Tulln. Errection of the ÖBB‐Donaubrücke Tulln – an innovative bridge construction. 104 years after being built, the railway bridge of the Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) across the Danube at Tulln, Austria, has been completely refurbished. The new bridge is based on a composite over‐deck truss construction. After a construction time of only 16 months, commissioning in October 2009 was the last step in a project that will make European bridge construction history. For the dismantling of the existing supporting structure and the assembly of the new one incl. the railway facilities, the railway line was blocked for 7 months. Replacing the 400‐m long supporting structure while keeping the effects on road, rail and shipping traffic to the lowest possible level put highest demands on owner, planners and ARGE Donaubrücke Tulln.     

Verbreiterung und Sanierung der Kennedybrücke in Bonn

Die Kennedybrücke liegt im Zentrum der Stadt Bonn und überspannt den Rhein im Zuge der Bundesstraße B 56. Von Anfang 2007 bis Herbst 2010 wurde die Rheinbrücke von 18 m auf 26,80 m verbreitert und umfassend saniert. Hierzu erfolgte eine Erweiterung der Nietkonstruktion aus dem Jahr 1949 durch beidseitigen formgleichen Anbau von jeweils einem zusätzlichen geschweißten Brückenträger mit Stützweiten von 99,22 m – 195,86 m – 99,22 m. Die Bauhöhe beträgt 11,50 m über den beiden Strompfeilern und 3,40 m in der Hauptöffnung. Die vorhandene Fahrbahn aus Tonnenblechen und Aufbeton wurde durch Längsrippen und Querträger ausgesteift und durch Anbau einer orthotropen Platte verbreitert. Es erfolgte eine aufwändige Verstärkung der Altkonstruktion mit dem Ziel, die Anforderungen der gültigen Normen zu erfüllen. Die Kennedybrücke ist die einzige innerstädtische Rheinbrücke in Bonn, so dass der Stadtbahn‐ und Straßenverkehr während der Bauzeit aufrecht erhalten werden mussten. Widening and reconstruction of the Kennedy‐Bridge in Bonn, Germany. The Kennedy‐Bridge is situated in the centre of the city of Bonn and spans the river Rhine in the course of the federal road B 56. The Rhine‐Bridge has been made wider from 18 m to 26.80 m and has been completely reconstructed from the beginning of the year 2007 till autumn 2010. For this a broadening of the rivet‐construction of the year 1949 resulted in two identical extensions of an extra welded girder with a length of span of 99.22 m – 195.86 m – 99.22 m. The hight of the construction comes to 11.50 m over the two current piers and 3.40 m over the main opening. The existing roadway made of barrel‐metal sheets and topping slabs has been reinforced by longitudinal ribs and cross girders and widened by the extension of an orthotropical plate. The old construction has been stiffened by big expenses with the aim of fulfilling the demands of the current standardizations. The Kennedy‐Bridge is the only Rhine‐Bridge in the City of Bonn; therefore the traffic and the tramways have had to be maintained during the construction period.     

Static tests on road bridge made from steel corrugated plates

Statische Versuche an Straßenbrücken aus Stahlwellblechen. Der Beitrag behandelt eine neue Bogenbrücke aus Stahlwellblechen, die Straßenbrücke über den Plawna‐Fluß zwischen Bystrzyca Klodzka und Ladek Zdroj in Stary Waliszow, Polen. Die Brücke ersetzt eine alte Steinbogenbrücke, die infolge der Flut im Jahre 1997 zerstört wurde. Die Stahlbrücke ist auf zwei Einzelfundamenten aus Stahlbeton gegründet. Ihre effektive Stützweite beträgt 10,00 m und ihre lichte Höhe 4,02 m. Es werden Versuchsergebnisse vorgestellt, die sich aus drei statischen Lastfällen nach vier Jahren Betriebsdauer ergaben. Die Mittelwerte der gemessenen Verschiebungen und Verformungen in ausgewählten Punkten und Elementen der Stahl‐Schalenkonstruktion lagen deutlich unter den für dieselbe Last errechneten Werten. Seit diese Art von Brückenentwürfen mehr und mehr für kleine und mittelgroße Brücken übernommen wird, können die aus den vorgestellten Versuchen gezogenen Schlußfolgerungen für die gesamte Klasse solcher Brückenkonstruktionen verallgemeinert werden.     

Sandwichtürme für Windenergieanlagen mit höherfesten Stahl‐ und Verbundwerkstoffen

Die Leistung und Größe von Windenergieanlagen sind in den letzten Jahren immer weiter angestiegen. Damit erhöhen sich zwangsläufig auch die Anforderungen an die Turmkonstruktionen, die bislang als Stahlrohr‐, Spannbeton‐ oder Fachwerkturm zur Ausführung kommen. Als Alternative dazu wurden am Institut für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover mehrere Varianten von Sandwichtürmen untersucht, mit denen die Schalenstabilität und Tragfähigkeit gesteigert werden können. Eine einzelne Sandwichturmsektion besteht dabei grundsätzlich aus einem stählernen Innen‐ und Außenrohr, die durch einen dazwischen liegenden Verbundwerkstoff vollflächig ausgesteift werden. Als Verbundwerkstoffe können pumpfähige Elastomere, Epoxidharze und Vergussmörtel dienen, die vom Turmfuß aufsteigend in den Ringspalt gefüllt werden. Das Sandwichsegment ist dabei nur im unteren Turmbereich vorgesehen, in dem hohe Schalenstabilitäten und große Blechdicken erforderlich sind. Mit dem alternativen Einsatz einer zweischaligen Turmkonstruktion aus dünneren sowie höherfesteren Stahlrohren reduziert sich deutlich das Schweißvolumen gegenüber der herkömmlichen Bauweise. Für Turmsektionen mit einem Durchmesser D > 4,3 m wird ein neues Fertigungskonzept mit längsorientierten Teilschalen beschrieben, womit nicht nur das Transportproblem über Land gelöst, sondern auch die Anzahl der Rundnähte minimiert werden kann. Ferner wird eine neue Verbindungstechnik zwischen den Turmsektionen vorgestellt, die ohne ermüdungskritische und aufwändig geschraubte Ringflansche auskommt. Sandwichtowers for wind turbines with high strength steel and core materials. The performance and the dimensions of wind energy converters have been increased significantly within the last few years. Thus, the requirements on tower constructions will also increase following the development of bigger turbines. Usually tubular steel and pre‐stressed concrete towers are chosen as support structures for wind turbines. The structural design of tubular steel towers is mainly driven by ultimate and fatigue limit state. Especially shell buckling leads to large dimensions and thicknesses for the steel sections. Therefore, a new kind of tower, the so called sandwichtower, has been developed as an alternative solution with the aim of increasing the shell stability. The sandwich tower consists of an inner and outer steel shell which are bonded together with a core material between them. That works as a full space stiffener. As a result of the investigations a combination of steel and sandwich‐section is favoured where the sandwich is only planned for the lower tower section to get higher stability simultaneously with thinner shells. Therefore, the effective welding time can be decreased when the shells are made of high strength steels. Especially for tower sections with D > 4.3 m a new fabrication concept with longitudinal partial shells is developed to offer the transportation onshore and to minimize the number of critical circumferential welds. Furthermore, a new kind of connection between the tower sections is presented without bolted ring flanges.     

A contribution to understanding the influence of concrete cracking on timber concrete composite bridge beams

Despite of widely implemented advances in TCC bridge technology, there are still no satisfying design recommendations that consider the influence of concrete cracking on the distribution of forces and deformation. A research project at Universidad Austral de Chile studied several aspects of concrete cracking in TCC bridges with timber beams of greater depth than width using elastic dowel‐type shear connectors. One of the results of concrete cracking is a reduction of the slip modulus of the connectors. This weakening was simulated in shear tests by a small gap between the timber and the concrete. A test calibrated FEM model was used for a parametric study of 120 different cases, most of which did not show concrete cracking. Where concrete cracking occurred, it caused an increase in the timber tensile stresses and beam deflection of up to 20 %. We conclude that concrete cracking occurs when the timber‐concrete depth ratio is less than four times the cubic root of the effective flange width of the concrete slab. Beitrag zur Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung im Beton in Holz‐Beton‐Verbundbrücken Trotz des hohen Entwicklungsstands der Holzverbundbrückentechnologie, fehlen ausreichende Entwurfsgrundlagen für die Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung auf die Schnittkraft‐ und Verformungsverteilung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Universidad Austral de Chile werden verschieden Aspekte der Rissbildung in Holzverbundbrücken mit Holzbalken mit größerer Höhe als Breite und elastischen stiftförmigen Verbindungsmitteln untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Rissbildung auf den Schubmodul del Verbindungsmittel auswirkt. Dieser Einfluss wurde in Scherversuchen durch einen kleinen Spalt zwischen Holz und Beton simuliert. Anhand eines mit Versuchen kalibrierten FEM‐Modells wurden eine Parameterstudie mit 120 verschieden Fälle durchgeführt. In den meisten Fällen tritt keine Rissbildung auf. Wenn es zu Rissbildung kommt, vergrössern sich die Holzzugspannungen und die Durchbiegung um bis zu 20 %. Wir stellen fest, dass Rissbildung auftritt, wenn das Bauhöhenverhältniss von Holz und Beton kleiner als die vierfache Kubikwurzel der mitwirkenden Plattenbreite der Betonplatte ist.     

Realität – Modell – Norm

Bauen stellt eine komplexe Interaktion der Gesellschaft mit der natürlichen Welt dar. Bauwerke sollen i. a. über eine sehr lange Zeit, häufig länger als ein Menschenleben praktisch nutzbar sein. Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit, insbesondere Sicherheit, sind ungewöhnlich hoch und deutlich größer als in anderen Bereichen der Technik. Bauen unter den Bedingungen des ökonomischen Wettbewerbs erfordert Regeln und Richtlinien für die Beurteilung der zu erwartenden Zuverlässigkeit eines Bauwerkes. Modelle bilden die Interaktion zwischen Bauwerk und vorhandener Umgebung unter Nutzung probabilistischer Methoden näherungsweise ab. Die Beurteilung von Robustheit und Sensitivität der Modelle erhält eine steigende Bedeutung. Die Definition von allgemein anerkannten Regeln der Technik für die Bemessung von Bauwerken muss den aktuellen Bedingungen angepasst werden. Zukunftsfähige Normenkonzepte müssen sich an der Entwicklung der Entwurfsmethoden und der Informationsund Kommunikationstechnik orientieren. Vereinfachende empirische Formeln, Diagramme usw. verlieren ihre Gültigkeit auch außerhalb eingeführter Normen nicht und müssen nicht neu aufbereitet werden. Reality – Model – Code. Construction involves a complex interaction with the physical world and with society. Buildings are expected to be usable for a very long period of time, often longer than the span of a human life. The requirements with regard to reliability and security in particular, are extraordinarily high – considerably greater than in other technical fields. Construction, particularly under the pressure of free market competition, requires rules and regulations for the assessment of the anticipated reliability and performance of a building. To a certain degree, models can be used to anticipate the interaction between a building and its environment by applying probabilistic methods. The robustness and sensitivity of models therefore increasingly gains importance. The definition of commonly accepted technical rules for the design of buildings has to be matched to the current conditions. Concepts for developing design codes must be futureproofed such that the codes are complimentary to the progress of new design methodologies, and also to the innovation and development of information technology. However, traditional empirical simplifying formulas, diagrams, etc., are still valid and do not require updating.     

Stahldeckensysteme

Moderne Deckensysteme müssen neben den statisch‐konstruktiven Anforderungen einer Vielzahl weiterer Entwurfsaspekte genügen, um am Markt bestehen zu können. Nachfolgend werden nach einer Einführung die verschiedenen marktgängigen Deckensysteme beschrieben. Im Weiteren werden neuere Entwicklungen von Deckensystemen insbesondere hinsichtlich der Multifunktionalität und der Nachhaltigkeit aufgezeigt. Steel floor structural systems. In addition to static and structural requirements, modern floor systems must meet a variety of other design issues, in order to survive on the market. After an introduction, various commercially available floor systems are described. In addition, recent developments of floor systems are presented, particularly concerning multi‐functionality and sustainability issues.     

Entwicklung allgemeiner Entwurfsgrundsätze für Hängernetze von Netzwerkbogenbrücken

Um die statischen Vorteile von Netzwerkbogenbrücken effizient nutzen zu können, ist die Anordnung der Hänger von großer Bedeutung. Der Tragwerksentwurf wird deshalb wesentlich von der Wahl des Hängernetzes bestimmt. Hängerneigung, Hängeranzahl und die Lage der Hängeranschlusspunkte beeinflussen die Spannungszustände sowohl in Bogen und Versteifungsträger als auch in den Hängern in erheblichem Maße. So wird zum Beispiel die Größe der Biegemomente in Bogen und Untergurt durch die Anzahl der Hänger und die damit verbundenen Abstände der Anschlüsse bestimmt. Des Weiteren ist die Hängerneigung ein entscheidender Faktor für die Anzahl der Ausfälle der druckschlaffen Hänger oder die Größe der Spannungsamplituden der Hänger. Nicht minder wichtig ist jedoch auch das ästhetische Erscheinungsbild des Tragwerkes, welches erheblich durch die Art und Weise der Hängeranordnung geprägt wird. Um das effizienteste Hängernetz zu ermitteln, werden fünf mögliche Hängernetze mit variierenden Hängerneigungsparametern, Stützweiten und Bogenhöhen (f/l‐Verhältnisse) hinsichtlich gezielt ausgewählter statischer Kriterien untersucht und bewertet. Daraus resultierend werden Empfehlungen formuliert, die dem Ingenieur die Wahl eines für entsprechende Rahmenbedingungen geeigneten Hängernetzes erleichtern. Abschließend erfolgt ein Vergleich zwischen einer Brücke mit einem nach den erhaltenen Erkenntnissen konstruierten Hängernetz und einem Tragwerk, bei dem die Hänger ähnlich zu bereits ausgeführten Netzwerkbogenbrücken angeordnet sind. Development of general design principles for the hanger arrangements of network arch bridges. To use the static advantages of network arch bridges efficiently, the arrangement of the hangers is very important. The stress conditions in the arch and lower chord are strongly affected by the slope of the hangers, the number of the hangers and the position of the hanger connection points. For example, the size of the bending moments in the arch and lower chord depends on the number of hangers and the associated distances between the connection points. Furthermore, the slope of the hangers is a decisive factor for the number of relaxed hangers and the size of the stress amplitudes. Not less important is the aesthetic view of the structure, which is influenced by the kind of hanger arrangement. To optimize the hanger‐network, different kinds of hanger arrangement methods have been investigated, considering different hanger slopes for each hanger. Five different and possible hanger arrangements with varying parameters (slope of the hangers, number of the hangers, span of the bridge, arch rise) have been analysed in respect to systematic selected static criterions. On the basis of these investigations, recommendations are given for engineering applications how to choose an optimized hanger arrangement according to different geometrical bridge parameters. Finally, a comparison between a network arch, based on the results of the analyses, and a structure with a hanger slope similar to existing network arch bridges is shown to clarify the advantages of the developed hanger arrangement.     

Empfehlung Nr. 5 “Punktlastversuche an Gesteinsproben“ des Arbeitskreises 3.3 “Versuchstechnik Fels“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik

Der Arbeitskreis AK 3.3 “Versuchstechnik Fels“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. erarbeitet Empfehlungen für felsmechanische Labor‐ und Feldversuche sowie Messungen im Gebirge und an Bauwerken. Die vorliegende Neufassung der Empfehlung Nr. 5 behandelt den Punktlastversuch an Gesteinsprobekörpern und berücksichtigt die Weiterentwicklung der Versuchstechnik und ‐auswertung seit der gleichnamigen Empfehlung Nr. 5 von 1982. Es werden die Anforderungen an die Prüfeinrichtung und die Probekörper sowie die Vorgehensweisen für die Durchführung und Auswertung von Punktlastversuchen festgelegt. Die wesentliche Neuerung besteht darin, dass nicht mehr der Lastpunktabstand allein, sondern die Probekörperfläche zur Berechnung des Punktlastindex verwendet wird. Beim Punktlastversuch wird ein Indexwert für die Festigkeit eines Gesteins bestimmt, indem ein zylinderförmiger, quaderförmiger oder unregelmäßig geformter Probekörper zwischen zwei Lasteinleitungsspitzen bis zum Bruch belastet wird. In dieser Empfehlung werden der Zweck, die Begriffe, die Prüfeinrichtung, die Anforderungen an den Probekörper und die Versuchsdurchführung erläutert. Drei mögliche Optionen der Versuchsauswertung werden aufgezeigt, die Darstellung der Ergebnisse beschrieben und mit Hilfe von Beispielen illustriert. Abschließend wird erläutert, wie die einaxiale Druckfestigkeit aus der Punktlastfestigkeit abgeleitet werden kann. Recommendation No. 5 (revised) of the Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. — “point load tests on rock samples”. The Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (German Geotechnical Society) is compiling instructions for rock tests conducted in the laboratory and in‐situ, and for performing monitoring of rock masses and civil engineering structures. The revised version of recommendation No. 5 deals with the point load test on rock samples and incorporates recent developments in testing machines and testing procedures since the first version from 1982. The requirements for the testing machines and the specimens are given, as well as the procedures to perform the tests and evaluate the data. The essential modification is the use of the sample area instead of the platen tip distance alone. The point load test is used to derive an index value for rock strength. Therefore rock specimens in the form of core, cut blocks or irregular lumps are loaded until failure between a pair of load tips. In this recommendation, scope, terms, apparatus, specimen requirements and procedure of the test are explained. Three possible options of test evaluation are given, the reporting of results described and illustrated by examples. Finally it is shown, how the uniaxial compressive strength can be derived by the point load strength.     

Optimierung der Gebrauchstauglichkeit von Brückenabdichtungssystemen aus hochelastischer Kunststoffbeschichtung (PUR)

Um den Beanspruchungen auf Brücken mit starkem Schwerlastverkehr gerecht zu werden, sollte eine kraftschlüssige Verbindung des Oberbaues mit der Abdichtung gegeben sein. Meist ist es jedoch so, daß lediglich ein Haftverbund zwischen dem Brückentragwerk und der Abdichtungsschicht nachzuweisen ist. Zukünftig jedoch ist diese Forderung nach einer noch in Ausarbeitung befindlichen ETAG‐Richtlinie (Guideline for European Technical Approval) nachzuweisen. Ein spezielles Abdichtungssystem aus hochelastischer Kunststoffbeschichtung (PUR) erhöht in Verbindung mit dem Schmelzgranulat den Kraftschluß zum Oberbau soweit, daß eventuell notwendig gewordene Fräsarbeiten keinen praktischen Einfluß auf die Verbundfestigkeit bewirken. Das Abdichtungssystem erfüllt die Anforderungen hinsichtlich Verbundfestigkeit in der ETAG bereits jetzt.     

Das freie Spiel der Flächen und Stäbe

Auf dem Konzerngelände eines weltweit tätigen Pharmakonzerns in Basel wurde ein vom Architekten Frank O. Gehry entworfenes skulpturales Bürogebäude geplant und fertiggestellt. Besonderes Augenmerk ist die transparente Stahl‐Glas‐Hülle, die aus verschieden zusammengesetzten Fassadenflächen besteht. Um die freie Geometrie dieses Gebäudes möglichst nahe an der Entwurfsidee in die Realität umzusetzen, wurde für alle Planungsbeteiligten verbindlich das CAD‐Programm CATIA in den Planungsprozess integriert. Das Ingenieurbüro schlaich bergermann und partner hat die komplette Tragwerksplanung (Entwurf, Ausführung, Bauüberwachung) erstellt. Dieser Beitrag beschreibt die Besonderheiten bei Entwurf, Konstruktion sowie Herstellung und Montage der ungewöhnlichen Stahl‐Glas‐Hülle. The free operation of surfaces and steel bars. On the premises of a worldwide operating pharmaceutical company in Basle, Suisse a sculptural office building designed by Frank O. Gehry has been planned and completed. An outstanding charm is given by the transparent steel‐glass‐envelope covering the relatively shifted and rotated slabs as a free formed folded structure consisting of steel bars. To realize the free building geometry very close to the design idea for all project members the CAD‐software CATIA was integrated into the planning process. schlaich bergermann und partner has covered the full scope of structural engineering from schematic design to execution phase. This paper describes the specialties during design, engineering, fabrication and erection of the unusual envelope made of steel and glass.     

Fahrbahn der historischen Hochbahnviadukte im Zuge der U‐Bahnlinie U2 in Berlin – Sanierung unter Berücksichtigung des Denkmalschutzes

Die Fahrbahn in den Hochbahnviadukten der U‐Bahnlinie U2 in der Schönhauser Allee in Berlin besteht – wie bei vielen anderen ähnlichen Berliner Bauwerken, z. B. den Yorckbrücken – aus schottergefüllten Buckelblechen, auf denen die Gleise mit Schwellen verlegt wurden. Diese Konstruktion hat sich im Stadtbahnverkehr seit über hundert Jahren bewährt. Im Rahmen der denkmalgerechten Sanierung der Hochbahnviadukte einschließlich deren Brückenlager – über die in einem späteren Heft dieser Zeitschrift zu berichten sein wird – sollte auch die Fahrbahn grundhaft erneuert werden. Der Gedanke an den Einbau einer festen Fahrbahn wurde nicht weiter verfolgt, sondern der bewährten Lösung mit den schottergefüllten Buckelblechen der Vorzug gegeben. Eine besondere Herausforderung war die Herstellung der Buckelbleche in unterschiedlichen Abmessungen, z. B. mit trapezförmigem Grundriss. Schweißkonstruktionen, wie z. B. ausgesteifte ebene Stahlbleche (ähnlich orthotropen Platten) schieden aus Gründen des Denkmalschutzes aus. Das ursprüngliche Herstellungsverfahren mit Hilfe von Gesenken kam wegen der sehr großen Anzahl vorzuhaltender unterschiedlicher Gesenkformen aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht. Durch ein neues und patentrechtlich geschütztes Verfahren konnten die neuen Buckelbleche in denselben verschiedenen Abmessungen wie die ursprünglichen Bleche denkmalgerecht und wirtschaftlich hergestellt werden. Beim Einbau in die ebenfalls sanierte Unterkonstruktion wurde die Nietverbindung durch HV‐Schrauben ersetzt. Im vorliegenden Beitrag werden vor allem die Herstellung und der Einbau der Buckelbleche in die Viaduktkonstruktion beschrieben. Lane of the elevated railway viaducts in the course of the underground line U2 in Berlin, Germany – redevelopment with consideration of the historic monument protection. The lane in the overhead railway viaducts of the underground line U2 in the Schönhauser avenue in Berlin consists – as at many other similar engineering structures in Berlin, e. g. the Yorckbrücken – of crushed stone‐filled buckled plates, on which the tracks with cross sills were installed. This construction worked satisfactorily in metropolitan railway traffic for over one hundred years. In the context of the redevelopment of the overhead railway viaducts including their bridge bearings – over this in a later issue this journal will have to be reported – also the lane should be complete renewed. The thought to the installation of a deckinglane was not continued to pursue, but the proven solution with the crushed stone‐filled buckled plates the preference given. As special challenge the production of buckled plates turned out in different dimensions. Welded structures, like even reinforced steel sheets (similarly orthotropic plates) were ruled out for reasons of the monument protection. The original manufacturing process by dies was not possible because of the very large number the one which can be reproached different die forming from economic reasons. The new buckled plates in the same different dimensions could be manufactured by a new and patent protected procedure as the original plates considering the monument protection and economically. With the installation into the likewise reorganized sub‐construction the rivet joint was replaced by high‐tensile bolts. In the report above all the production and the installation of the buckled plates into the viaduct construction are described.     

A numerical model for roof detailing of cold‐formed purlin‐sheeting systems

Ein numerisches Modell zur Detailausbildung von Dachsystemen aus kaltgeformten Pfetten mit Blecheindeckung. In den aktuellen Regelwerken werden unterschiedliche Methoden vorgeschlagen, wie die Details von geschraubten Dachsystemen ausgeführt werden können, die aus kaltgeformten Pfetten mit einer Blecheindeckung bestehen. Die gesamte Verankerungskraft des Daches und die lokalen Kräfte in den Verbindungsmitteln werden mit dem Ziel ermittelt, die Detailausbildung der Auflagerung und der Verbindung zwischen Pfette und Dachblech zu bemessen. Hierfür werden die Faktoren “R” und “r” eingeführt, um die Stabilisierungskräfte zu beschreiben, die an den Auflagern und den Halterungen im Feld erforderlich sind. Die beiden Faktoren sind bereits in einigen Regelwerken des Stahlbaus enthalten. Hier soll dargestellt werden, dass diese Faktoren aber auch mit Hilfe eines vereinfachten Finite‐Element‐Modells des gesamten Dachsystems direkt berechnet werden können. Ein Vergleich mit anderen vorhandenen Näherungslösungen wird durchgeführt, um zu zeigen, dass das vorgeschlagene Modell ein äußerst hilfreiches Werkzeug für den Entwurf und den Nachweis der tragenden Bauteile ist. Es kann weiterhin gezeigt werden, dass das beschriebene Vorgehen der Berechnung allgemein gültig ist und an neuartige Dachsysteme, die in den aktuellen Regelwerken noch nicht berücksichtigt sind, einfach angepasst werden kann. Damit kann zum Beispiel die Lücke in Eurocode 3, Teil 1‐3, Abschnitt 10, ausgefüllt werden, da das Vorgehen im Gegensatz zu den Annahmen des Eurocode, der eine volle seitliche Halterung voraussetzt, eine elastische seitliche Halterung berücksichtigen kann.     

Das Magnitude 8.8 Maule (Chile)‐Erdbeben vom 27. Februar 2010 — Ingenieuranalyse der Tsunamischäden,Teil 2

Das Maule (Chile)‐Erdbeben vom 27. Februar 2010 gehört zu den stärksten, weltweit jemals registrierten Erdbeben. Das seismische Ereignis löste einen Tsunami aus, der durch mehrere Wellenfronten verheerende Schäden an der Küste Chiles verursachte. Ereignisspezifische Besonderheiten aus der überlagerung der Effekte aus Erdbeben und darauffolgenden Flutwellen (Tsunami) waren Motivation, im Rahmen einer Erkundungsmission der Ingenieurgruppe der Deutschen Task Force im betroffenen Gebiet die Bauwerksschäden aufzunehmen und ihre regionale Verteilung zu dokumentieren. Der Beitrag vermittelt einen Eindruck von den durch den Tsunami bedingten Schäden; es wird der Versuch unternommen, das Verhalten der typischen Bauweisen unter den zeitlich sequentiell auftretenden extremen Einwirkungen aufzuzeigen. Die Auswertungen schließen an die Ingenieuranalyse der Erdbebenschäden an, so dass auf die im vorangegangenen 1. Teil des Beitrags vom August 2010 [1] gegebene allgemeine übersicht zum Gebäudebestand in Chile und zur Typisierung der Bauweisen verwiesen werden kann. Die Schäden aus dem Tsunami konzentrieren sich auf die eher ländlichen und ohnehin weniger tauglichen traditionellen Bauweisen in den Küstenregionen. An den wesentlichen Wirkungsmechanismen eines Tsunami werden die Verletzbarkeit der Bauweisen und die Effizienz einfacher baulicher Schutzmaßnahmen herausgearbeitet. Wie gezeigt werden kann, tragen Schäden aus Treibgut erheblich zum Schadensbild bei. The Magnitude 8.8 Maule (Chile) earthquake of February 27, 2010 — Engineering analysis of tsunami damages. The Maule (Chile) February 27, 2010 earthquake is regarded as one of the strongest earthquakes ever recorded world‐wide. The seismic event triggered a tsunami which caused by several wave fronts serious damage alongside the coastal border. Event‐specific characteristics from the overlay of the effects from earthquakes and following flood wave (Tsunami) were motivation to examine building damage and to document their regional distribution, in the context of a reconnaissance mission of the engineering group of the German Task Force for earthquakes. The paper provides an impression from the tsunami induced damage to the different building types under the impact of time‐varying sequence of extreme natural events. First results of the studies in [1] are related to the engineering analysis of earthquake damage. Therefore it can be referred to the overview of the building stock and the predominant structural systems in Chile given there. Damage caused by the tsunami is concentrated on rural and often less resistant traditional buildings in coastal areas. The main loading and impact components induced by the tsunami are used to explain the vulnerability of building types and the efficiency of simple structural measures. As the damage cases demonstrate, debris in its general sense has contributed to the observed effects.     

Pioneering hypar thin shell concrete roofs in the 1930s

The paper explores the conditions of emergence and first applications of thin hypar concrete shells. They appeared in France in the 1930s in the context of building hangars for aircraft and roofs for workshops at air or naval bases. Two French engineers were mainly involved in the development of this form: BERNARD LAFFAILLE , who began designing conoid shells in 1927 but actually never got the opportunity to build concrete hypars, and FERNAND AIMOND , who established the membrane theory of the hypar in 1932 and applied it to design and construct several HP roofs in 1934–1939. The paper describes these forgotten structures and recalls the influence of AIMOND 's contributions from the mid‐1930s on the subsequent widespread adoption of the hypar. Anfänge der dünnen Hyparschalen aus Beton in den 1930er‐Jahren Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den Bedingungen der Entstehung und den ersten Anwendungen von dünnen Hyparschalen (HP‐Schalen) aus Beton. Diese ergaben sich in den 1930er‐Jahren in Frankreich im Zusammenhang mit der Errichtung von Flugzeughangars und Werkstattdächern für Flugplätze und Flottenstützpunkte. Es waren zwei französische Ingenieure, die hauptsächlich an der Entwicklung dieser neuen Bauart beteiligt waren: BERNARD LAFFAILLE , der 1927 mit dem Entwurf von Konoidschalen begann, jedoch nie die Gelegenheit hatte, Hyparschalen aus Beton zu bauen, und FERNAND AIMOND , der 1932 die Membrantheorie der Hyparschalen etabliert hat und diese auch in den Jahren 1934‐1939 für den Entwurf und die Errichtung zahlreicher HP‐Schalendächer angewendet hat. Im Beitrag werden diese heute teilweise in Vergessenheit geratenen Konstruktionen beschrieben und daran erinnert, welchen Einfluss AIMOND seit Mitte der 1930er‐Jahre auf die anschließende verbreitete Anwendung von Hyparschalen hatte.     

Auswirkungen von Vereinfachungen bei der Flächenerfassung für Mehrzonenbilanzen auf die Energiebedarfsermittlung

Die energetische Bilanzierung von Nichtwohngebäuden macht in der Regel eine umfangreiche Zonierung der Gebäude erforderlich, was auch eine zeitaufwändige Ermittlung der Hüllflächen mit sich bringt. Im ersten Teil der Veröffentlichung wurde ein vereinfachtes Verfahren vorgestellt, mit dem die Erfassung der Gebäudehüllfläche im Ein‐Zonen‐Modell erfolgen kann, während die energetische Bilanzierung im Mehrzonenmodell nach DIN V 18599 stattfindet [1]. In diesem Artikel wurden zwei Methoden diskutiert. Beim einfachen Verfahren erfolgt die Verteilung der Hüllfläche automatisch über einen vorgegebenen Algorithmus. Das erweiterte Verfahren erlaubt von der Zonenebene aus Präzisierungen bei der Verteilung. In Teil 1 wurde der Einfluss auf den flächenbezogenen Fehler aufgezeigt [1]. Der vorliegende Teil 2 beschäftigt sich mit den Auswirkungen auf den Energiebedarf und führt beide Analysen zusammen. Ziel der Untersuchungen war die Bewertung, ob für die Berechnung des Gebäudeenergiebedarfs im Rahmen der Erstellung eines Energieausweises die Flächen und Stoffwerte der Gebäudehülle auf Gebäudeebene definiert und dann nach einem vorgegebenen Schlüssel (einfaches und erweitertes Verfahren) auf die Zonen aufgeteilt werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fehler im Energiebedarf gering und für die frühe energetische Bewertung von Gebäuden, im Rahmen der Nachweiserstellung, ausreichend präzise sind. Das Verfahren ist so konzipiert, dass das Gebäudemodell im Rahmen der Projektbearbeitung weiter präzisiert und detailliert werden kann, ohne dass die zuvor hinterlegten Daten verloren gehen. Die vorgestellten Vereinfachungen finden Anwendung in der Luxemburger EnEV zur energetischen Bewertung von neu zu errichtenden Nichtwohngebäuden. The effects on energy demand analysis of the simplified surface area calculation and zoning model. The energy performance assessment of non‐residential buildings generally requires a detailed zoning procedure, which in turn leads to a time‐consuming allocation of the envelope surface areas to the individual zones. The first part of the study, in [1], describes a simplified procedure, whereby the building is analysed according to a single‐zone model whereas the energy balance in the multi‐zone model is calculated according to DIN V 18599. In this paper two methods are discussed. The simplified procedure uses an algorithm to allocate the building envelope surface area automatically to the zones. The extended procedure enables precise allocations starting from the zone level. In part 1 the influence on error relating to allocation based on envelope surface area is revealed. The following part 2 of the report examines the effects on energy demand, combining the two analyses. The results show that the errors in energy consumption for heating, cooling and lighting are minor and sufficiently precise for the scope of the pre‐assessment required for a building permit. The procedure is designed to enable the building model to be made more detailed and precise during the planning phases of the project without losing the underlying data. The simplifications presented will be implemented in the new Luxembourg EnEV for the energy performance assessment of non‐residential buildings.     

Ascot Racecourse – Stahl‐Kunststoff‐Sandwich für die Tribüne des neuen Grandstand

Die erste kommerzielle Tribünenanwendung mit dem Sandwich‐Plate‐System (SPS) – einem Stahl‐Kunststoff‐Sandwich‐System – konnte durchgeführt werden, weil besondere Umstände an dem gerade fertiggestellten Tribünengebäude der Pferderennbahn in Ascot [1] eine zusätzliche dringliche Anpassung erforderten. Ascot Racecourse – Steel‐plastic sandwich for the terrace of the new Grandstand. The first commercial application of the sandwich‐plate‐system (SPS) – a steel‐plastic sandwich system – could be carried out because special circumstances at the just completed building of the Grandstand at Ascot Racecourse [1] required additional urgent adjustments.     

CLIBOT – ein seilkletternder Roboter zur Bauwerksinspektion

CLIBOT ist ein kletternder Roboter, der für die Inspektion/Überwachung von Bauwerks‐Oberflächen unter besonderer Berücksichtigung der Denkmalpflege entwickelt wurde. Damit können große Einsparpotentiale realisiert und eine Reduzierung von für Menschen gefährliche Arbeit erreicht werden. Eine Vielzahl von Kletter‐Methoden wurde diskutiert und bewertet. Seilklettern mit Klauen erwies sich als bester Kompromiss zwischen Sicherheit und Funktionalität. Klettern mit dünnem Seil oder Draht als Steighilfe stellte sich als besonders geeignet für den Denkmalpflegebereich heraus. Der Roboter wurde aus sog. Off‐the‐shelf‐Komponenten (handelsübliche Standardbauteile) aufgebaut und ist autark. Speziell konzipierte Klauen ermöglichen eine ausreichende Haftung an vertikalen Seilen. Ein minimierter Kletter‐Algorithmus ermöglicht eine einfache Konstruktion der Antriebseinheit. Eine digitale Kamera, die an der Unterseite des Roboters befestigt ist, ermöglicht das Senden eines Video‐Signals für die visuelle Unterstützung. Das Auslösen der Kamera und die Auf‐ und Abwärtsbewegungen des Roboters werden per Funk ferngesteuert. Umfangreiche Tests im praktischen Einsatz zeigten die gute Eignung des gewählten Konzepts. CLIBOT – a rope climbing robot for building surface inspection. CLIBOT is a rope climbing robot developed for inspection tasks on building surfaces under special consideration of conservatory purposes. Great savings potential and a reduction of hazardous human work can be achieved. A variety of climbing methods is discussed and evaluated. Rope climbing by claws turned out as the best compromise between safety and functionality and a thin rope or wire as climbing aid is modest enough for conservatory requirements.The robot was constructed from off‐the‐shelf components and is selfsupported. Special designed claws enable a sufficient grip at vertical ropes. A minimized climbing algorithm allows a simple construction of the drive unit. A digital camera attached at the bottom of the robot is sending a video signal for visual assistance. Triggering the camera and the up and down movement of the robot is remotely controlled by radio link. Extensive tests in practical environements showed the good suitability of that chosen concept.     

Entwurf und Ausführungsplanung der Stöbnitztalbrücke

Auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle werden zurzeit einige Talbrücken realisiert, die einen neuen, ganzheitlich orientierten Entwurfsansatz verfolgen. Bei diesen integralen bzw. semi‐integralen Bauwerken sind die Überbauten monolithisch mit den Pfeilern und teilweise mit den Widerlagern verbunden. Sie können deshalb schlanker und mit stetigen Übergängen zwischen den Bauteilen ausgeführt werden. Durch den weitgehenden Verzicht auf Lager und Fugen und durch die robuste Bauweise besitzen integrale Bauwerke eine wesentlich längere Lebenserwartung als herkömmliche Talbrücken. Die Scherkondetalbrücke und die Gänsebachtalbrücke wurden bereits in vorherigen Ausgaben beschrieben. In diesem Beitrag wird über den Bau der Stöbnitztalbrücke berichtet, die als Sondervorschlag der ausführenden Baufirma realisiert wird. The Bridge over Stoebnitz Valley – a Bridge without Bearings on High‐Speed Railway Route Erfurt – Leipzig/Halle Currently some large valley bridges are under construction on high‐speed railway route Erfurt‐Leipzig/Halle. These bridges follow a new holistic design philosophy. The superstructures of those integral or semi‐integral bridges are rigidly connected to the abutments and the columns. Therefore, they are more slender than conventional bridges and the bridges are very robust and durable because of the omitting of bearings and dilatation joints. The bridges over Scherkonde valley and over Gaensebach valley were already described in previous issues. In this paper the construction of the bridge crossing Stoebnitz valley is reported. This bridge is being built as an alternate design of the contractor.