Civil engineering, surveying and building Books

Book Synopsis1. Introduction.- 2. Explanation and Fundamental Principles.- 3. Research Design.- 4. Results Presentation from the Interviews.- 5. Discussion of the Conducted Research.- 6. Summary and Conclusion.

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Book SynopsisNach dem ersten Band über das Versagen von Brücken liegt nun der zweite Band über das Versagen von Hochbauten und Sonderbauwerken vor. Auch dieses Buch deckt Ursachen von Versagensfällen auf. Dem Leser werden Hinweise auf mögliche folgenschwere Fehler beim Lösen seiner Aufgaben gegeben. Die etwa 350 zusammengetragenen Versagensfälle verdeutlichen, dass das Spektrum von Fehlern im Hochbau äußerst breit ist und von Entwurfsfehlern über Werkstoffmängel bis hin zum Pfusch bei der Ausführung reicht. Außergewöhnliche Einwirkungen kommen hinzu. Es werden Versagensfälle von Hallen, Dächern, Türmen und Masten, Behältern, Regallagern sowie Gerüsten behandelt. Eine besondere Rolle spielt das Kapitel über Einstürze alter oder älterer, z. T. baugeschichtlich bekannter Bauwerke. Weiterhin werden Versagensfälle von Sonderkonstruktionen, wie z. B. Druckrohrleitungen und Radioteleskope, analysiert. Die Lehren sowohl für die Praxis als auch für die Ausbildung werden in den einzelnen Kapiteln und am Schluss des Buches gezogen. Chronologisch geordnete, tabellarische Übersichten der Versagensfälle und eine Objektliste erleichtern das Auffinden einzelner Ereignisse.Table of ContentsEINFÜHRUNG Allgemeines Erläuterungen zum Aufbau Vorbemerkungen zum Textteil Rückschau und frühere Veröffentlichungen zum Versagen von Tragwerken im Hochbau Bemerkung über Gutachten zu Versagensfällen EINSTÜTZE ALTER ODER ÄLTERER, ZUM TEIL BAUGESCHICHTLICH BEKANNTER BAUWERKE Einsturz = Lehrmeister des Baufortschrittes? Einzelfälle Lehren VERSAGEN VON HALLEN UND DÄCHERN Versagensgruppen oder Einzelfälle Lehren VERSAGEN VON HOCHBAUTEN, AUSSER HALLEN Versagensgruppen oder Einzelfälle Lehren VERSAGEN VON FUNKMASTEN UND -TÜRMEN Versagensgruppen oder Einzelfälle Lehren VERSAGN VON KRANEN, KAMINEN, FREILEITUNGSMASTEN, WINDENERGIEANLAGEN UND ANDEREN TURMARTIGEN BAUWERKEN (AUSSER FUNKMASTEN UND -TÜRMEN) Krane Kamine Freileitungsmasten Windenergieanlagen Lehren VERSAGEN VON BEHÄLTERN (SILOS UND TANKBAUTEN) Lasten, größer als angenommen Bemessungsfehler Schweißfehler bei Stahlsilos Bewehrungsfehler bei Betonsilos: Siloanlage in Betonbauweise in Süddeutschland Betriebsfehler Lehren VERSAGEN VON REGALEN Regallager in Brake Behälterlager in Bremen Regallager in Delmenhorst Lehren VERSAGEN VON SONDERBAUWERKEN Vorbemerkung Druckrohrleitungen Abraumförderbrücke Böhlen Offene Fahrzeugunterstellhallen Radioteleskope Einsturz einer Fußgängergalerie im Hyatt-Hotel in Kansas City Einsturz der Beton-Offshore-Plattform Sleipner A Lehren VERSAGEN VON GERÜSTEN, AUSSER FÜR BRÜCKEN Allgemeine Veröffentlichungen über Gesteineinstürze Einzelfälle Lehren LEHREN FÜR DIE PRAXIS Vorbemerkung Zusammenfassung von Ursachen Lehren aus Entwurfsfehlern Lehren aus Fehlern während der Ausführung (Montageunfälle) Lehren aus mangelhafter Beurteilung dynamischer Probleme Zur Rolle des Prüfingenieurs in Deutschland Forderung nach zentraler Erfassung von Schäden und Einstürzen in Deutschland oder in Europa Tragwerkskritik LEHREN FÜR DIE LEHRE Vorbemerkung Entwurfs- und Konstruktionsfehler Mängel in der Ausführung Fehler während der Ausführung (Montageunfälle)

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Book SynopsisGilt immer noch, dass der Bauunfall der beste Lehrmeister für den Fortschritt des Bauens ist? Oder anders formuliert, ist Bauen dann, wenn wir das Bewährte verlassen und Neues wagen, Experimentieren? Das Buch will durch Beschreibung von Versagensfällen helfen, aus ihnen zu lernen. Auf der einen Seite werden die dem Verfasser bekannt gewordenen über 350 Versagensfälle von Brücken in 8 Tabellen, chronologisch geordnet, zusammengefasst. Die Bauwerke und die Art des Versagens werden stichwortartig beschrieben und Quellen für weiterführende Informationen angegeben. Auf der anderen Seite werden vorwiegend Einstürze, die in der Literatur bisher wenig oder nach dem Urteil des Verfassers nicht vollständig oder zutreffend behandelt wurden, ausführlich analysiert. Bilder und Zeichnungen tragen zum Verstehen bei. Wichtig sind die umfangreichen Abschnitte zu Lehren für die Praxis und für die Ausbildung. Ein Katalog von Regeln wurde erstellt. Seine Beachtung kann helfen, Fehler bei Entwurf, Planung und Ausführung zu vermeiden. In einem 2. Band wird das Versagen von Hochbauten und Sonderbauwerken behandelt.Table of ContentsEINFÜHRUNG Rückschau Zielsetzung Erläuterung zum Aufbau Frühere Veröffentlichungen zum Versagen von Bauwerken Zahlenangaben zu existierenden Brücken VERSAGEN VON BRÜCKEN, ALLGEMEINES VERSAGEN AM BAU Knicken von Druckstäben in Fachwerkbrücken Ausweichen stählerner Druckstäbe oder -gurte aus der Fachwerk- bzw. Trägerebene - Trogbrückenproblem Versagen von stählernen Brücken mit Hohlkastenträgern Versagen von auskragender Spannbetonbrückenträger Versagen von im Taktschiebeverfahren hergestellten Brücken Einsturz der Rheinbrücke Frauenthal Schadensfall beim Bau der Autobahnbrücke Heidingsfeld Versagen beim Abbruch oder Umbau Bemerkungen zum Freivorbau VERSAGEN IM BETRIEB Tabelle 4, allgemeine Betrachtungen Versagen von Hängebrücken Einsturz der Dee-Brücke Einsturz infolge Windwirkung, keine Hängebrücken Einsturz infolge Überlastung, keine Hängebrücken Einsturz der Brücke Mönchenstein, Fall 4.28 Werkstoffbedingte Einstürze oder Schäden: Sprödbrüche Schäden infolge Ermüdung oder mangelhafter Wartung Einsturz der Elbow Grad Bridge, Fall 4.48 Einsturz der Connecticut Turnpike Bridge über den Mianus River und der Sungsu-Fachwerkbrücke über den Han-Fluß in Seoul VERSAGEN INFOLGE SCHIFFSANPRALLS VERSAGEN INFOLGE ANPRALLS DES UNTERFÜHRTEN VERKEHRS Anprall wegen Nichteinhaltung der Ladungshöhe Anprall gegen Brückenpfeiler durch Zugentgleisungen oder Verlassen der Fahrspur VERSAGEN INFOLGE ANPRALLS DES ÜBERFÜHRTEN VERKEHRS VERSAGEN INFOLGE VON HOCHWASSER, EIS, TREIBHOLZ VERSAGEN DURCH BRAND ODER EXPLOSION VERSAGEN VON GERÜSTEN Versagen wegen Mängels in seitlichen Aussteifungen Versagen wegen mangelhafter Gründung Versagen wegen unzureichender Koordinierung zwischen Entwurf und Ausführung Versagen wegen Ausführungs- und Bedienungsfehlern Zwei Einzelfälle LEHREN FÜR DIE PRAXIS Allgemeines Planung und Entwurf Tragsicherheitsnachweise und Konstruktion Ausführung Bauzustandskontrolle und Erhaltung Regeln, Formulierungen in der Literatur Eigene Zusammenfassung LEHREN FÜR DIE LEHRE

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Book SynopsisDieses Buch ist ein praxisorientierter Leitfaden für die Berechnung und Bemessung von Brückentragwerken aus Stahlbeton und Spannbeton. Eine 5-feldrige Spannbetonbrücke wird komplett durchgerechnet, wobei die Darstellung über die einer prüffähigen Statik weit hinausgeht. Alle tragenden Teile, also auch Lager, Talpfeiler und Gründungen, werden berechnet und bemessen, wobei die einzelnen Schritte vertiefend erläutert werden und wertvolle Hintergrundinformationen geliefert werden. Diese Erläuterungen dienen dem gründlichen Verständnis der Norm und lassen sich somit leicht auf andere Fälle anwenden. Die Berechnungen erfolgen gemäß Eurocode 2 und den zugehörigen deutschen Nationalen Anhängen. Bei den einzelnen Berechnungsschritten werden die Bezüge zum jeweils einschlägigen Normenabschnitt leicht nachvollziehbar verdeutlicht. Mit diesem Buch geben die Autoren ihren umfangreichen Erfahrungsschatz in Planungs- und Prüfpraxis an den Leser weiter.Table of ContentsVorwort XI 1 Beschreibung des Gesamtbauwerks 1 1.1 Allgemeines 1 1.2 Überbau 2 1.3 Lagerung 3 1.4 Widerlager 3 1.5 Gründung 4 1.6 Herstellung und Bauverfahren 4 2 Überbau 5 2.1 Baustoffe 5 2.2 Lastannahmen 7 2.3 Schnitt-, Stütz- und Weggrößen 36 2.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 124 2.5 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 199 3 Lager und Fahrbahnübergangskonstruktion 233 3.1 Lagerschema und Allgemeines 233 3.2 Bestimmung der Verschiebungen für Lager und Übergangskonstruktion 235 3.3 Zusammenstellung der Lagerverdrehungen 242 3.4 Zusammenstellung der Lagerkräfte 242 3.5 Überprüfung der Lagerkissenabmessungen nach DIN EN 1337-3 246 4 Pfeiler 249 4.1 Baustoffe 249 4.2 System 251 4.3 Belastung 258 4.4 Abklärung, ob Nachweis nach Theorie II. Ordnung erforderlich 264 4.5 Ermittlung der Schnittgrößen 264 4.6 Äußere Standsicherheit der Pfahlgründung 265 4.7 Nachweis der inneren Pfahltragfähigkeit 277 4.8 Bemessung der Pfahlkopfplatte 287 4.9 Pfeilerbemessung 303 4.10 Bemessung lokale Lasteinleitungen am Pfeilerkopf 326 4.11 Fundament Pfeiler Achse 50 326 5 Widerlager 337 5.1 Baustoffe 337 5.2 Geometrie und Modellbildung 339 5.3 Lastannahmen 348 5.4 Lastfallüberlagerung 366 5.5 Schnitt- und Stützgrößen 368 5.6 Nachweise der äußeren Standsicherheit 384 5.7 Nachweise der inneren Standsicherheit 384 6 Bewehrungsskizzen 425 6.1 Überbau 425 6.2 Unterbauten 426 Referenzen 431 Literatur 431 Normen, Richtlinien und Zulassungen 433 Normen 433 Richtlinien 435 Zulassungen 436 EDV-Programme 436

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Book SynopsisBearing types and their scope of application are explained in detail and all problems connected with bearings are discussed. The revised new edition takes into account German and European standards. A handbook for design, detailing and construction.Table of Contents1 Einleitung und allgemeiner Überblick 1 11 Entwicklungsgeschichte 1 12 Begriffe und Bezeichnungen 2 121 Lagerung und Lager als Teil des Tragwerks 2 122 Abwälzen, Gleiten, Verformen 4 123 Lager, Gelenk, Pendel 6 124 Lagerbezeichnungen 7 13 Grundsätze zur Wahl der Lagerung 7 14 Auflagerbewegungen 9 141 Allgemeines 9 142 Verschiebungen infolge Temperatur 13 143 Verschiebungen infolge Vorspannen, Kriechen und Schwinden 14 144 Auflagerverschiebungen infolge äußerer Lasten 14 145 Auflagerdrehwinkel 15 15 Lagersymbole 17 16 Verdrehungswiderstand 17 161 Anfangsmoment 17 162 Rückstellmoment und Verdrehung 18 163 Weitere Abhängigkeiten 20 164 Einfluss der Horizontalkräfte 20 165 Auswirkung des Rückstellmomentes auf die Konstruktion 21 2 Bauwerk und Lagerungsplan 23 21 Allgemeines 23 22 Brücken 24 221 Einfluss der Brückenquerschnitte 24 222 Einfluss des Brückengrundrisses 27 2221 Einfeldträger (orthogonal) 27 2222 Einfeldträger (schief) 28 2223 Zweifeldträger (orthogonal) 29 2224 Zweifeldträger (schief) 30 2225 Durchlaufträger (orthogonal) 30 2226 Durchlaufträger (gekrümmt) 31 223 Lagerungsbeispiele 34 2231 Einfeldträger (orthogonal) 34 2232 Zweifeldträger (schief) 35 2233 Durchlaufträger (orthogonal) 35 2234 Durchlaufträger (gekrümmt) 36 224 Einfluss des Baugrundes 45 225 Von der Ausschreibung bis zum Einbau der Lager 46 3 Bauwerk und Lagerkräfte 49 31 Vom Gelenk zum Lager 49 32 Berechnung von Brücken 50 321 Allgemeines 50 322 Abtragung vertikaler Lasten 54 323 Abtragung horizontaler Lasten in Brückenlängsrichtung 56 324 Abtragung horizontaler Lasten in Brückenquerrichtung 58 325 Kräfte in Abhängigkeit von der Lagerart 59 326 Lagerbewegungen 61 327 Lagesicherheit 61 328 Sicherheitsbetrachtungen unter Berücksichtigung der Lagereigenschaften 63 33 Einfluss der Lager auf die Stabilität der Bauwerke 67 331 Allgemeines 67 332 Rand- und Zwischenbedingungen für Lager 68 333 Knicklängen von Pfeilern 72 3331 Allgemeines 72 3332 Einzelpfeiler 73 3333 Gerade Brücken mit beliebigen Pfeilern 73 3334 Gerade Brücken mit nur zwei Pfeilertypen 76 3335 Gerade Brücken mit Kipplagern 78 3336 Gekrümmte Brücken 78 3337 Elastische Einspannung, variable Biegesteifigkeit und Längskraft 79 334 Nachweis der Sicherheit am Gesamtsystem 80 34 Nachweis nach Theorie II Ordnung 80 35 Schwingungsschutzmaßnahmen für Brücken 83 351 Dynamische Einwirkungen 83 3511 Personeninduzierte Schwingungen 84 3512 Dynamische Einwirkungen bei Erdbeben-Anregung 85 3513 Windinduzierte Schwingungen 86 352 Maßnahmen zur Reduzierung von Schwingungen 88 3521 Schwingungsisolierung 89 3522 Konstruktionselemente zur Schwingungsreduzierung 93 353 Projektbeispiel: Elastisches Lagerungssystem zum Schutz vor Schienenverkehrserschütterungen und Körperschall – Xizhimen Brücke, Peking, China 102 354 Projektbeispiel: Elastisches Lagerungssystem zum Schutz vor personeninduzierten Schwingungen – Südbrücke Oberhavel, Berlin, Deutschland 103 355 Projektbeispiel: Applikation diskreter Dämpfungselemente zum Erdbebenschutz – Flughafen-Brücke Sotchi, Russland 104 356 Projektbeispiel: Einbau von Tuned Mass Control Systemen zum Erdbebenschutz – Puente Oriente, Guadalajara, Mexiko 105 357 Projektbeispiel: Applikation von Schwingungstilgern zur Reduktion von wirbelinduzierten Schwingungen – Muiderbrug, Amsterdam, Holland 106 358 Projektbeispiel: Applikation von Schwingungstilgern zur Reduktion von fußgängerinduzierten Schwingungen – Millennium Bridge, London, Großbritannien 107 4 Lagerarten 109 41 Grundsätzliches 109 42 Werkstoffe – Allgemeine Konstruktions- und Bemessungsregeln 110 421 Werkstoffe 110 4211 Stahlsorten für Bauteile 110 4212 Verbindungsmittel für Schraubenverbindungen 111 4213 Schweißen 114 422 Schnittgrößen und Freiheitsgrade 115 423 Bemessungsregeln 116 4231 Lagerplatten 116 4232 Schraubenverbindungen 116 4233 Schweißverbindungen 119 4234 Pressung in den Lagerfugen 120 4235 Nachweis der Lagesicherheit 123 4236 Konstruktive Hinweise zur Aufnahme der Horizontalkräfte in den Lagerfugen 124 4237 Verankerung durch Kopfbolzendübel 126 4238 Korrosionsschutz 128 43 Feste Lager 129 431 Allgemeines 129 432 Stahl-Punktkipplager 133 4321 Werkstoffe und Konstruktion 133 4322 Konstruktions- und Bemessungsregeln 135 433 Topflager 139 434 Kalottenlager 145 435 Feste Verformungslager 148 4351 Vorbemerkung 148 4352 Zapfenlager 148 4353 Topf-Verformungslager 150 44 Gleitlager 152 441 Allgemeines 152 442 Gleitlagersystem 154 443 Bemessung der Lagerplatten 155 4431 Gleitplatte und Gleitwerkstoffaufnahme 155 4432 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 158 444 Punktkippgleitlager 161 4441 Allgemeines 161 4442 Konstruktions- und Bemessungsregeln 161 4443 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 162 4444 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Beanspruchungen in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 164 445 Topfgleitlager 165 4451 Allgemeines 165 4452 Konstruktions- und Bemessungsregeln 166 4453 Grundlagen zur Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 166 4454 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 168 4455 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 169 446 Kalottenlager 169 4461 Allgemeines 169 4462 Konstruktions- und Bemessungsregeln 170 4463 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahmen 171 4464 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Beanspruchungen in den Gleitwerkstoff-Gleitflächen 171 4465 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 172 4466 Beanspruchung der Gleitwerkstoff-Führungsflächen 172 447 Verformungsgleitlager 172 4471 Allgemeines 172 4472 Konstruktions- und Bemessungsregeln 173 4473 Grundlagen zur Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 174 4474 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 176 4475 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 177 448 Elastomer-Gleitlager 177 4481 Allgemeines 177 4482 Konstruktions- und Bemessungsregeln 178 4483 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 178 4484 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 179 4485 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 179 45 Verformungslager 179 451 Aufbau und Herstellung 179 452 Physikalische Eigenschaften 180 4521 Allgemeines 180 4522 Gummielastizität 181 4523 Schubmodul 183 4524 Elastizitätsmodul und vertikale Verformung 186 4525 Verdrehwiderstand 187 4526 Mullins-Effekt 189 4527 Stabilität 190 4528 Thermische Eigenschaften 190 4529 Kriechen und Relaxation 193 45210 Haftreibung 194 453 Elastizitätstheoretische Spannungsermittlung 196 4531 Allgemeines 196 4532 Druckverformung 196 4533 Auflagerverdrehung 199 4534 Schubverformungen 201 4535 Aufnahme der Schubspannungen – Beanspruchung der Bewehrung 202 454 Bemessung bewehrter Elastomerlager 203 5 Regelwerke / Normen 207 51 Allgemeine Situation 207 52 Die Europäische Lagernormreihe DIN EN 1337 – Lager im Bauwesen 208 521 DIN EN 1337-1 : 2001- 02 Lager im Bauwesen Teil 1: Allgemeine Regelungen 209 522 DIN EN 1337-2 : 2004-07 Lager im Bauwesen Teil 2: Gleitteile 235 523 DIN EN 1337-3 : 2005-07 Lager im Bauwesen Teil 3: Elastomerlager 255 524 DIN EN 1337-4 : 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 4: Rollenlager 280 525 DIN EN 1337-5 : 2005-07 Lager im Bauwesen Teil 5: Topflager 282 526 DIN EN 1337-6 : 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 6: Kipplager 297 527 DIN EN 1337-7 : 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 7: Kalotten-und Zylinderlager mit PTFE 308 528 DIN EN 1337-8 : 2008-01 Lager im Bauwesen Teil 8: Führungslager und Festhaltekonstruktionen 320 529 DIN EN 1337-9 : 1998-04 Lager im Bauwesen Teil 9: Schutz 331 5210 DIN EN 1337-10 : 2003-11 Lager im Bauwesen Teil 10: Inspektion und Instandhaltung 335 5211 DIN EN 1337-11 : 1998-04 Lager im Bauwesen Teil 11: Transport, Zwischenlagerung und Einbau 349 53 Weitere Richtlinien 359 531 Allgemeines 359 532 Richtzeichnungen Lag 359 533 ZTV-ING 374 534 DIN-Fachbericht (FB) 101 Anhang O 374 535 Nationaler Anhang von DIN EN 1990:2010-12 Anhang NAE Grundlegende Anforderungen an Lagersysteme von Brückentragwerken 374 6 Zulassungen 375 61 Einleitung 375 611 Vorgeschichte und derzeitige nationale Situation 375 612 Europäische Situation 376 613 Zulassungsbestand / Antragsteller 376 62 Ausstattungszulassungen 378 621 Vorbemerkung 378 622 Tabelle der Ausstattungszulassungen 380 623 Standardtext – Zulassungsgegenstand: Ausstattung von Brückenlagern, Besondere Bestimmungen 382 624 Anlagen 392 63 ETAs für Lager 399 631 Vorbemerkung 399 632 Übersicht 399 633 Standardtext 400 64 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ) 405 641 Vorbemerkung 405 642 Verformungsgleitlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 405 Anlagen 420 643 Führungslager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 424 Anlagen 426 644 Topfgleitlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 429 Anlagen 431 645 Kalotten- und Zylinderlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 435 Anlagen 442 65 Schwingungsisolatoren 448 651 Vorbemerkung 448 652 Besondere Bestimmungen (Auszug ohne Anlagen 2 bis 8) 448 653 Anlagen 456 7 Wissenschaft und Forschung 459 71 Dissertationen 459 72 Forschungsberichte 482 721 Übersicht 482 722 Gleitlager 483 723 Elastomerlager 492 724 Lagerplatten 499 725 Reibung ohne Gleitwerkstoff 504 726 Bauteile und Bauwerke 508 727 Sonderfragen 514 73 Brückenlagertechnik in Deutschland / Die Geschichte einer technischen Revolution 522 731 Vorbemerkungen 522 732 Alte Technik 523 733 Elastomerlager 528 734 Vielrollenlager (Nadellager) und Kugellager 532 735 Topflager 533 736 Stahl-Beton-Lager 537 737 Ein-Rollen-Lager 539 738 Gleitlager 546 739 Kalottenlager 554 7310 Verformungsgleitlager 557 7311 Festhaltekonstruktionen 558 7312 Die technischen Regeln (Normen und Zulassungen) 559 7313 Zeittafel für die Geschichte 560 8 Literatur 563 81 Kurzkommentare zu einigen Veröffentlichungen 563 811 Allgemeines 563 812 Historisch interessantes Schrifttum 566 813 Versuchsberichte 568 814 Praktische Anwendungen 569 815 Berechnung, Statik 574 82 Zitierte Literaturstellen 579 9 Glossar 593 10 Stichwortverzeichnis 619

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Book SynopsisThis book provides an overview of the fundamentals and classification of technical avalanche protection. It describes in detail the design, construction and maintenance of protection structures as well as temporary technical measures.Trade Review(Es) sind in diesem Handbuch alle wesentlichen Grundlagen zur praktischen Bearbeitung von Lawinenschutzmaßnahmen zusammengestellt, die man sich bisher entweder mühsam zusammensuchen musste, oder auch gar nicht bekam. Im Handbuch finden sich neben detaillierten Bemessungsgrundlagen auch (...) eine Zusammenstellung typischer Schäden, welche (...) wertvoll für zukünftige Planungen und Entwicklungen sind. Der technische Lawinenschutz ist ein Teilbereich des alpinen Ingenieurbaus. So sind die im Handbuch behandelten Themen auch für andere Anwendungen im alpinen Raum von Interesse, wie z.B. die speziellen Gründungstechniken oder die besondere Baustellenlogistik. Die behandelten Konzepte des Risikomanagements sind nicht auf den Lawinenschutz beschränkt. (...) Das "Handbuch Technischer Lawinenschutz" sollte zu einer Basislektüre für alle Akteure im Bereich des Lawinenschutzes und des alpinen Ingenieurbaus werden. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Wolfgang Fellin, Innsbruck (aus Bautechnik 10/2011)Table of ContentsIntroduction Development of avalanches and avalanche protection: an historic overview Avalanches: formation and effects Basics and models for avalanche dynamics and effects Analysis and evaluation and representation of avalanche risks Planning of permanent avalanche protection measures Protection systems and construction types Design of permanent avalanche protection Execution and maintenance management Protection of buildings Temporary avalanche protection Avalanche monitoring and event documentation International Avalanche Protection: facts and figures Summary, Outlook References

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Book SynopsisThe Recommendations deal with the basics of performing verifications and the application of geotextiles for the reinforcement of various foundation systems and ground improvement measures, in road construction, for slopes and retaining structures and in landfill operation.Table of ContentsVorwort vii Benutzerhinweise xxi 1 Einleitung und Anwendungsgrundlagen der Empfehlungen 1 1.1 Nationale und internationale Vorschriften 1 1.2 Nachweisformen und Grenzzustände nach dem Teilsicherheitskonzept 2 1.2.1 Neue Normengeneration und Übergangsregelungen 2 1.2.2 Beanspruchungen und Widerstände 3 1.2.3 Grenzzustände 3 1.2.4 Anwendung der EBGEO im Zusammenhang mit DIN EN 1997-1 5 1.3 Beispiele für bewehrte Erdkörper 8 1.4 Allgemeine Begriffe 9 2 Anforderungen an die Baustoffe 11 2.1 Boden 11 2.1.1 Erkundung des Baugrundes11 2.1.2 Füllboden 11 2.1.3 Hinterfüll- und Überschüttboden 13 2.2 Geokunststoffe 13 2.2.1 Allgemeines 13 2.2.2 Rohstoffe 13 2.2.3 Produkteigenschaften und Anforderungen 14 2.2.4 Prüfungen und Abminderungsfaktoren 15 2.3 Literatur 36 3 Grundlagen der Nachweisführung 39 3.1 Allgemeine Grundsätze 39 3.2 Zuordnung von geokunststoffbewehrten Bauwerken zur Geotechnischen Kategorie 41 3.3 Bemessungswiderstände 42 3.3.1 Materialwiderstand der Geokunststoffe 42 3.3.2 Bestimmung der Abminderungsfaktoren 43 3.3.3 Herausziehwiderstand der Geokunststoffe 43 3.3.4 Dehnsteifigkeit der Geokunststoffe im GZ 2 44 3.4 Teilsicherheitsbeiwerte – Ergänzende Regelungen zu DIN 1054 45 4 Dämme auf wenig tragfähigem Untergrund 47 4.1 Allgemeines 47 4.2 Nachweis gegen Geländebruch 48 4.2.1 Allgemeines 48 4.2.2 Versagensmechanismen 48 4.2.3 Einwirkungen 53 4.2.4 Widerstände 53 4.3 Nachweis gegen „Ausquetschen“ des Untergrundes 54 4.4 Nachweis gegen Grundbruch 56 4.5 Konstruktive Hinweise56 4.6 Literatur 56 4.7 Beispiel für einen Damm auf weichem Untergrund 57 4.7.1 Versagen auf kreisförmigen Gleitflächen 58 4.7.2 Vorgegebene Gleitfläche im wenig tragfähigen Untergrund 60 4.7.3 Gleitfläche zwischen Geokunststoff und Füllboden bzw Geokunststoff und wenig tragfähigem Untergrund unter Berücksichtigung des Umschlages der Bewehrung 64 4.7.4 Nachweis gegen „Ausquetschen“ des Untergrundes 67 4.7.5 Nachweis gegen Grundbruch 68 4.7.6 Auswahl des Geokunststoffes 69 5 Bewehrte Gründungspolster 75 5.1 Begriffe 75 5.2 Anwendungsbereich und Wirkungsweise 75 5.3 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 75 5.3.1 Konstruktionsprinzip 75 5.3.2 Bewehrungsanordnung 76 5.3.3 Bewehrungslängen 76 5.3.4 Abmessungen des Gründungspolsters 76 5.3.5 Baustoffe 77 5.4 Einwirkungen und Widerstände 77 5.5 Berechnung des bewehrten Gründungspolsters 77 5.5.1 Allgemeines 77 5.5.2 Beanspruchungen 78 5.6 Nachweis und Bemessung 78 5.6.1 Nachweise der Tragfähigkeit 78 5.6.2 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 85 5.7 Hinweise für die Bauausführung 85 5.8 Literatur 85 5.9 Beispiel eines bewehrten Gründungspolsters unter einem Streifenfundament 86 5.9.1 Geometrie, Belastung und bodenmechanische Kennwerte 86 5.9.2 Grundbruchnachweise 87 5.9.3 Gleitsicherheitsnachweis 94 5.9.4 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit 94 6 Verkehrswege 95 6.1 Allgemeines 95 6.2 Verkehrsflächen mit ungebundenem Oberbau und großen zulässigen Verformungen 96 6.2.1 Anwendungsbereich 96 6.2.2 Bemessungskonzept 96 6.3 Verkehrsflächen im Eisenbahnbau 98 6.4 Hinweise für den Einbau und die Verlegung 99 6.5 Literatur 99 7 Stützkonstruktionen 101 7.1 Begriffe 101 7.2 Entwurfshinweise 102 7.2.1 Anforderungen und Randbedingungen 102 7.2.2 Geometrie 102 7.3 Grundlagen der Nachweisführung 102 7.3.1 Allgemeine Grundsätze 102 7.3.2 Gleitlinien und Bruchmechanismen 103 7.3.3 Nachweisübersicht 104 7.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 108 7.4.1 Allgemeines 108 7.4.2 Einwirkungen und Beanspruchungen 108 7.4.3 Widerstände 109 7.4.4 Nachweis der Sicherheit gegen Geländebruch/Böschungsbruch (GZ 1C) 109 7.4.5 Nachweis der Grundbruchsicherheit (GZ 1B) 109 7.4.6 Nachweis der Gleitsicherheit (GZ 1B) 110 7.4.7 Lage der Sohldruckresultierenden 111 7.4.8 Spezielle Regelungen 111 7.5 Nachweise der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 112 7.5.1 Allgemeines 112 7.5.2 Nachweis der Lage der Sohldruckresultierenden 114 7.5.3 Verschiebungen in der Sohlfläche 114 7.5.4 Setzungen des Untergrundes vU 114 7.5.5 Eigensetzung des Füllbodens vE 115 7.5.6 Horizontale Verschiebungen der Böschungsfront vHi 115 7.5.7 Scherverformung der Stützkonstruktion vS 117 7.5.8 Vertikale Verschiebungen der Oberfläche vO 117 7.5.9 Numerische Verfahren 117 7.6 Nachweise zur Frontausbildung 117 7.7 Literatur 122 7.8 Bemessungsbeispiel Stützkonstruktion 123 7.8.1 Geometrie, Bodenkennwerte und Lastannahmen 123 7.8.2 Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen 124 7.8.3 Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZ 1) 125 7.8.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2) 135 8 Deponiebau – Bewehrung oberflächenparalleler geschichteter Systeme 137 8.1 Allgemeines 137 8.2 Entwurfs- und Konstruktionshinweise 139 8.3 Nachweise 139 8.3.1 Grundlagen 139 8.3.2 Nachweis der Standsicherheit des geneigten Dichtungssystems 141 8.4 Literatur 148 8.5 Beispiel für die Oberflächenabdichtung einer Deponie mit Geokunststoffbewehrung 149 8.5.1 Geometrie, bodenmechanische Kennwerte, Eigenschaften der Geokunststoffe und Kenndaten eines gewählten Baufahrzeuges 149 8.5.2 Nachweis der Standsicherheit 150 8.5.3 Nachweis gegen Bruch der Bewehrung 152 8.5.4 Bemessung des Verankerungsgrabens 153 9 Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern 157 9.1 Begriffe 157 9.2 Anwendungsbereiche und Wirkungsweise 159 9.2.1 Anwendungsbereiche 159 9.2.2 Wirkungsweise 160 9.3 Entwurfs- und Konstruktionsempfehlungen 161 9.4 Einwirkungen und Widerstände 164 9.5 Punkt- und linienförmige Tragglieder 164 9.6 Berechnung des bewehrten Erdkörpers 165 9.6.1 Allgemeines 165 9.6.2 Beanspruchungssituationen 166 9.6.3 Charakteristische Beanspruchungen 166 9.6.4 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung mit numerischen Verfahren 180 9.6.5 Berechnung der Beanspruchung der Geokunststoffbewehrung bei nicht ruhenden Einwirkungen 181 9.7 Nachweise und Bemessung 181 9.7.1 Nachweise der Tragfähigkeit 181 9.7.2 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 183 9.8 Hinweise für die Bauausführung 184 9.8.1 Vorbereitende Arbeiten 184 9.8.2 Punkt- und linienförmige Tragglieder 185 9.8.3 Bewehrter Erdkörper 185 9.9 Literatur 186 9.10 Bemessungsbeispiel: Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern 187 9.10.1 Geometrie, Belastung, bodenmechanische Kennwerte, Kennwerte der Bewehrung und Beanspruchungssituationen 187 9.10.2 Beanspruchungssituation 1: Bauzustand (t1 = 10 h) 190 9.10.3 Beanspruchungssituation 2: Bauzustand (t2 = 500 h) 196 9.10.4 Beanspruchungssituation 3: Endzustand (t3 = 1.000.000 h) 200 9.10.5 Sonderfall: Ausfall der Bettungswirkung (t4 = 1.000.000 h) 203 9.10.6 Bemessungswerte der Beanspruchungen in der Geokunststoffbewehrung 205 9.10.7 Bemessungswerte der Widerstände 206 9.10.8 Nachweis der Tragfähigkeit 207 10 Gründungssystem mit geokunststoffummantelten Säulen 209 10.1 Begriffe 209 10.2 Wirkungsweise und Anwendungsbereiche 211 10.2.1 Wirkungsweise 211 10.2.2 Anwendungsbereiche 213 10.3 Herstellungsverfahren 214 10.3.1 Allgemeines 214 10.3.2 Aushubverfahren 215 10.3.3 Verdrängungsverfahren 215 10.3.4 Verfahrensauswahl 216 10.4 Entwurfsempfehlungen und Konstruktionshinweise 218 10.5 Baustoffe 218 10.6 Hinweise zur Berechnung und Bemessung 219 10.6.1 Allgemeines 219 10.6.2 Einwirkungen und Widerstände 220 10.6.3 Bemessung der horizontalen Geokunststoffbewehrung 220 10.6.4 Säulenbemessung 221 10.6.5 Nachweis der Gesamtstandsicherheit 227 10.6.6 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 228 10.7 Prüfkriterien, Toleranzen und Qualitätssicherung230 10.8 Literatur 232 10.9 Berechnungsbeispiel: Geokunststoffummantelte Säulen 232 10.9.1 Eingangswerte 232 10.9.2 Berechnung 234 11 Überbrückung von Erdeinbrüchen 237 11.1 Allgemeines 237 11.2 Entwurf 238 11.2.1 Grundsätze und Begriffe 238 11.2.2 Hinweise für den Entwurf 241 11.2.3 Baugrund und Baustoffe 245 11.2.4 Lastannahmen und Lastfälle 246 11.2.5 Zulässige Verformungen 246 11.2.6 Tragwerksmodelle 247 11.3 Nachweise 250 11.3.1 Grundlagen der Nachweisführung 250 11.3.2 Bemessung 254 11.3.3 Sicherheitstheoretische Analyse 264 11.4 Anwendung der Beobachtungsmethode 265 11.5 Hinweise zur Bausführung 266 11.6 Literatur 267 11.7 Berechnungsbeispiel 1 268 11.7.1 Vorgaben 268 11.7.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 269 11.7.3 Vorauswahl des Geokunststoffes 269 11.7.4 Ermittlung der Einwirkungen 270 11.7.5 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktions- und Querrichtung 271 11.7.6 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 272 11.7.7 Nachweis der Verankerungen 272 11.7.8 Nachweis der Überlappungen 273 11.8 Berechnungsbeispiel 2 273 11.8.1 Vorgaben 273 11.8.2 Zulässiger Durchhang und zulässige Dehnung der Bewehrung 274 11.8.3 Ermittlung der Einwirkungen 274 11.8.4 Ermittlung der Bemessungswerte der Widerstände in Produktionsrichtung 275 11.8.5 Nachweis der ausreichenden Zugfestigkeit 276 11.8.6 Nachweis der Verankerungen 277 11.8.7 Nachweis der Überlappungen 277 12 Dynamische Einwirkungen auf geokunststoffbewehrte Systeme 279 12.1 Allgemeines 279 12.2 Dynamische Einwirkungen 279 12.3 Dynamische Beanspruchungen 281 12.4 Widerstände 281 12.5 Dynamische Bemessungsfälle 281 12.6 Dynamische Einwirkungen 285 12.6.1 Dynamische Einwirkungen – Verkehrsbelastungen 285 12.6.2 Dynamische Einwirkungen – Explosionen, Anprall, Lawinen 289 12.6.3 Dynamische Einwirkungen – Erdbebenbelastungen 289 12.7 Ermittlung der dynamischen Beanspruchung der Geokunststoffe 291 12.7.1 Dynamischer Bemessungsfall 1 291 12.7.2 Dynamischer Bemessungsfall 2 291 12.7.3 Dynamischer Bemessungsfall 3 291 12.8 Ermittlung der Widerstände bei dynamischer Einwirkung 291 12.8.1 Herausziehwiderstand der Bewehrung 291 12.8.2 Materialwiderstand der Bewehrung 293 12.9 Anforderungen an die Baustoffe bei dynamischer Beanspruchung 294 12.9.1 Füllboden 294 12.9.2 Geokunststoffe 295 12.10 Literatur 298 12.11 Diagramme 301 13 Bildverzeichnis 319 14 Tabellenverzeichnis 325 Inserentenverzeichnis 327

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Book SynopsisDieses Buch gibt einen umfassenden Überblick über den Stahlbeton- und Spannbetonbrückenbau. Die Berechnungs- und Planungsgrundlagen für Straßen- und Eisenbahnbrücken werden dargestellt, die einzelnen Bauwerksteile detailliert beschrieben sowie typische Bauvorgänge erklärt. Bemessung und Konstruktion werden sowohl theoretisch als auch anhand zahlreicher Beispiele dargelegt. Ein umfangreiches Kapitel ist dem Thema Lehrgerüste gewidmet. Für die 6. Aufl age wurde dieses Standardwerk erweitert und aktualisiert. Es berücksichtigt die eingeführten Fassungen der Eurocodes mit den jeweiligen Nationalen Anhängen für Deutschland, die neue Ril 804 der Bahn sowie die neuen europäischen Lagernormen der DIN EN 1337-Reihe. Das Werk ist sowohl eine strukturierte Einführung für den Berufseinsteiger als auch ein übersichtliches Nachschlagewerk für den erfahrenen Praktiker.Table of ContentsVorwort zur sechsten Auflage V Aus dem Vorwort zur ersten Auflage VI Einführung 1 1 Berechnungsgrundlagen für Brückenbauwerke 3 1.1 Bauten im Bereich öffentlicher Nutzung 3 1.1.1 Genehmigungspflicht und Zulassungsverfahren 3 1.1.2 Bauten im Bereich der Straßenbauverwaltung des Bundes und der Länder 5 1.1.3 Bauten im Bereich der Eisenbahnen des Bundes und der Länder 6 1.1.4 Grundbegriffe der Tragwerksplanung 7 1.1.5 Vorschriften und Bautechnische Regelwerke 10 1.2 Einwirkungen aus dem Straßenverkehr 12 1.2.1 Zuordnung des Straßenverkehrs 12 1.2.2 Vertikallasten, charakteristische Werte 14 1.2.3 Horizontallasten, charakteristische Werte 16 1.2.4 Einwirkungen für Ermüdungsberechnungen 17 1.2.5 Außergewöhnliche Einwirkungen 19 1.2.6 Sonstige Einwirkungen 22 1.2.7 Ermittlung von Verkehrsbelastungen für Straßenbrücken 23 1.2.8 Einwirkungskombinationen für die Grenzzustände 24 1.3 Einwirkungen aus militärischem Fahrzeugverkehr 27 1.4 Einwirkungen aus dem Eisenbahnverkehr und -betrieb 31 1.4.1 Übersicht 31 1.4.2 Vertikallasten, charakteristische Werte 31 1.4.3 Dynamische Einwirkungen 35 1.4.4 Horizontallasten, charakteristische Werte 43 1.4.5 Längsgerichtete Einwirkungen 46 1.4.6 Druck -Sog-Einwirkun gen aus Zug ver kehr (aerodynamische Einwirkungen ) 53 1.4.7 Einwirkungen für Ermüdungsberechnungen 56 1.4.8 Außergewöhnliche Einwirkungen des Eisenbahnverkehrs 58 1.4.9 Sonstige Einwirkungen 61 1.4.10 Ermitlung von Verkehrsbelastungen für Eisenbahnbrücken 62 1.4.11 Einwirkungskombinationen für die Grenzustände 65 1.5 Einwirkungen aus dem Fußgänger- und Radwegver kehr 67 1.5.1 Vertikale Lasten, charakteristische Werte 67 1.5.2 Horizontale Lasten, charakteristische Werte 68 1.5.3 Außergewöhnliche Einwirkungen 69 1.5.4 Sonstige Einwirkungen 69 1.5.5 Ermitlung von Verkehrsbelastungen für Fußgängerund Radwegbrücken 69 1.5.6 Einwirkungskombinationen für die Grenzustände 70 1.6 Einwirkungen aus Änderungen der Stützungsbedingungen 71 1.7 Einwirkungen aus Windlasten 73 1.7.1 Allgemeine Zusammenhänge 73 1.7.2 Windkräfte bei Brücken 76 1.8 Temperatureinwirkungen 81 1.8. 1 Begriffe und Formelzeichen 81 1.8. 2 Temperatureinwirkungen auf Brückenbauwerke 82 1.8. 3 Temperatureinwirkungen auf Brückenpfeiler 87 1.8. 4 Kombination für die Grenzustände 87 1.9 Schnitkräfte aus Einwirkungen infolge vertikaler Verkehrslast 87 1.9.1 Belastungsprinzip 87 1.9.2 Verkehrslast und Einfluslinie 88 1.9.3 Verkehrslast und Einflusfeld 90 1.10 Berechnungsbeispiele 94 1.10.1 Ermitlung einer Windkraft 94 1.10.2 Ermitlung eines Biegemomentes eines Balkentragwerkes 95 1.10.3 Ermitlung eines Biegemomentes eines Flächentragwerkes 96 1.10.4 Ermitlung der charakteristischen Werte der Einwirkungen und der Verkehrslastgrupen für eine Eisenbahn brücke 99 2 Gestaltung der Brückenbauwerke 119 2.1 Gestaltungsmerkmale 119 2.2 Querschnittsgestaltung 120 2.2.1 Bedeutung der Querschnittsform 120 2.2.2 Plattenquerschnitte 121 2.2.3 Plattenbalkenquerschnitte 123 2.2.4 Hohlkastenquerschnitte 126 2.3 Längsschnittgestaltung 130 2.3.1 Balkenbrücken 130 2.3.2 Rahmenbrücken 133 2.3.3 Integrale Brücken 136 2.3.4 Bogenbrücken 137 2.3.5 Fachwerkbrücken 142 2.3.6 Durchlässe 142 3 Planungsgrundlagen der Verkehrslastträger 149 3.1 Planung von Straßenbrücken 149 3.1.1 Brückenlänge und Wahl der Stützweite 149 3.1.2 Wahl der Querschnittsbreiten 157 3.1.3 Bauhöhe, Konstruktionshöhe und lichte Höhe 162 3.1.4 Brückenende und Übergang zur Straßentrasse 168 3.2 Planung von Eisenbahnbrücken 171 3.2.1 Problemstellung des Eisenbahnbrückenbaus 171 3.2.2 Überlegungen zur Gestaltung der Bauwerke 173 3.2.3 Eisenbahnspezifische Konstruktionsanforderungen 175 3.2.4 Bauhöhe, Konstruktionshöhe und lichte Höhe 183 3.2.5 Konstruktionsbesonderheiten zur Abtragung längsgerichteter Kräfte 187 3.2.6 Feste Fahrbahnen 191 3.2.7 Brücken in der Hochgeschwindigkeitsstrecke Köln-Frankfurt 196 3.2.8 Brückenende und Übergang zur Eisenbahntrasse 199 3.3 Erfordernisse der Entwurfsplanung 201 3.3.1 Bedeutung eines Bauentwurfes 201 3.3.2 Einzelheiten der Entwurfsbearbeitung 203 4 Lehrgerüste 209 4.1 Aufgaben und allgemeine Anforderungen 209 4.2 Baustoffe und Bauelemente 210 4.2.1 Schalhaut und Schalung 210 4.2.2 Bauelemente aus Holz 212 4.2.3 Bauelemente aus Stahl 214 4.3 Bauliche Durchbildung der Traggerüste 223 4.3.1 Einteilung der Gerüste 223 4.3.2 Konstruktive Anordnung der Verbände 225 4.3.3 Besonderheiten für Traggerüste von Spannbetonbrücken 229 4.4 Berechnungsgrundlagen 232 4.4.1 Sicherheiten 232 4.4.2 Einwirkungen aus vertikalen und horizontalen Lasten 232 4.4.3 Nachweis der Horizontalkräfte 235 4.4.4 Verformung der Traggerüste 244 4.4.5 Gründungen 245 4.5 Schalungs- und Obergerüst 245 4.5.1 Konstruktive Durchbildung 245 4.5.2 Schalungsdruck 249 4.6 Berechnungsbeispiel: Traggerüst als Rüstträgergerüst 252 4.6.1 System, Aufgabenstellung und Abmessungen 252 4.6.2 Nachweis der Rüstträgerbeanspruchung Feld 1 und Feld 3 253 4.6.3 Nachweis der horizontalen Einwirkungen 256 4.6.4 Darstellung 261 4.7 Traggerüstbauweisen 263 4.7.1 Entwicklung des Lehrgerüstbaus 263 4.7.2 Traggerüste von Bogenbrücken 264 4.7.3 Traggerüste von Balkenbrücken 272 5 Überbauten der Brückenbauwerke 291 5.1 Entwicklung der Tragsysteme im Überbau 291 5.2 Berechnungsgrundlagen für Überbauten 293 5.2.1 Tragverhalten von Plattentragwerken 293 5.2.2 Tragverhalten von Balkentragwerken 339 5.2.3 Maßgebende Schnittgrößen aus äußeren Einwirkungen 378 5.2.4 Schnittgrößen aus Vorspannung 382 5.2.5 Vorgespannte Tragwerke im Gebrauchszustand 408 5.3 Bemessung der Betonbauteile 429 5.3.1 Bemessungskonzept der DIN-EN 1992-2/NA, 1991-1-1/NA 429 5.3.2 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung und Längskraft 436 5.3.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft 444 5.3.4 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Torsion 454 5.3.5 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Ermüdung 460 5.3.6 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit 472 5.3.7 Grenzzustände der Verformungen und Schwingungen im Eisenbahnbrückenbau 503 5.3.8 Besondere Bemessungsprobleme 506 5.4 Grundsätze der baulichen Durchbildung 519 5.4.1 Anordnung der schlaffen Bewehrung 519 5.4.2 Anordnung der Spannbewehrung 525 5.4.3 Querschnittsrandkappen 540 5.5 Berechnungsbeispiele 545 5.5.1 Fußgängerbrücke, vorgespannt 545 5.5.2 Rechtwinklige Fahrbahnplatte , schlaffbewehrt 563 5.5.3 Rechtwinklige Fahrbahnplatte , vorgespant 575 6 Widerlager von Brückenbauwerken 599 6.1 Form, Aufgabe und Zweckbestimmung der Widerlager 599 6.2 Konstruktion und Tragverhalten der Widerlager 601 6.2. 1 Konstruktionsformen 601 6.2. 2 Tragverhalten eines Widerlagers 612 6.3 Berechnung eines Widerlagers 624 6.3. 1 Einwirkungen auf das Widerlager 624 6.3. 2 Nachweis der Standsicherheit 638 6.3. 3 Bemessung und Bewehrungsführung 646 6.4 Berechnungsbeispiele 653 6.4. 1 Ermitlung der Standsicherheit eines schiefwinkligen Widerlagers 653 6.4.2 Bemessung einer einfachen Widerlagerstützwand 673 7 Stützen und Pfeiler 695 7.1 Konstruktion und Gestaltung 695 7.1.1 Stützen 695 7.1.2 Pfeiler 699 7.2 Berechnung und Bemessung 702 7.2.1 Zum Tragverhalten von Stahlbetondruckgliedern 702 7.2.2 Nachweisverfahren 707 7.2.3 Bemessungserfordernisse 708 7.2.4 Stütze und Fundament 722 7.3 Berechnungsbeispiele 727 7.3.1 Ermittlung der charakteristischen Werte der Einwirkungen auf die Mittelstütze einer Zweifeldstraßenbrücke 727 7.3.2 Rechteckstütze mit Knicksicherheitsnachweis nach dem Modellstützenverfahren 734 7.3.3 Rechteckstütze mit Knicksicherheitsnachweis nach Theorie II. Ordnung 737 7.3.4 Rechteckstütze mit Fahrzeuganprall 742 7.3.5 Rechteckstütze und Fundament 745 8 Brückenlager 749 8.1 Begriffe, Einteilungen, Symbole 749 8.2 Statische und kinematische Einwirkungen am Lager 752 8.2.1 Haupt- und Nebenschnittgrößen 752 8.2.2 Einwirkungen auf die Lager 755 8.3 Konstruktion und Lagerungsplan 759 8.3.1 Bauliche Durchbildung der Lager 759 8.3.2 Auflagerbank 761 8.3.3 Lagerungsplan 763 8.4 Lagerarten 766 8.4.1 Feste Lager 766 8.4.2 Bewegliche Lager 769 8.4.3 Elastomerverformungslager 773 9 Fahrbahnübergänge und Brückengeländer 779 9.1 Fahrbahnübergänge 779 9.1.1 Problemstellung und Berechnungsansätze 779 9.1.2 Einfacher Überbauabschluss für kleine Dehnwege 780 9.1.3 Fahrbahnübergänge aus Asphalt 781 9.1.4 Fahrbahnübergänge aus Stahl und Elastomer 782 9.2 Nachweis an Überbaurändern 787 9.3 Brückengeländer 789 10 Brückenentwässerung 793 10.1 Allgemeine Anforderungen 793 10.2 Anordnung der Brückenabläufe 794 10.2.1 Straßenbrücken 794 10.2.2 Eisenbahnbrücken 795 10.3 Abführung des Oberflächenwassers 796 10.4 Entwässerung der Widerlagerwandrückseite 798 Ausklang 801 Literaturverzeichnis 805 Stichwortverzeichnis 809 Nachweis der verwendeten Bilder 813

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Book SynopsisDas Werk komplettiert das vierbändige Handbuch über Spannbetonbauwerke. Es beinhaltet ausgewählte Beispiele zur Bemessung von Straßenund Eisenbahnbrücken sowie Hoch- und Industriebauten. Grundlage der ausführlichen Berechnungen ist DIN EN 1992 mit den zugehörigen deutschen Nationalen Anhängen. Umfangreiche Erläuterungen und präzise Verweise auf jeweils relevante Normenabschnitte machen Systematik und Ablauf der Bemessungsschritte leicht nachvollziehbar. Somit ist das Buch sowohl für den planenden Ingenieur als auch für Studenten ein ideales Arbeitsmittel. Die Autoren verbinden den Erfahrungsschatz unzähliger realisierter Ingenieurbauwerke mit aktuellem Forschungswissen:Table of ContentsGeleitwort V Vorwort VII Einleitung XI Beispiel 1 Hohlkasten einer Straßenbrücke Einfeldriges Tragwerk mit externen Spanngliedern 1 Beispiel 2 Zweifeldrige Straßenbrücke mit Plattenbalkenquerschnitt Doppelstegiger Plattenbalken mit Vorspannung in nachträglichem Verbund 143 Beispiel 3 Deckenkonstruktion TT-Platten mit Ortbetonergänzung und Vorspannung in sofortigem Verbund 245 Beispiel 4 Flachdecke Punktgestützte Platte mit Vorspannung ohne Verbund 361 Beispiel 5 Eisenbahnbrücke Einfeldriger breiter Balken mit Kragplatte und Vorspannung in nachträglichem Verbund 429 Anhang A Nachweiskonzept 549 Anhang B Bemessungstafeln 579 Formelzeichen 591 Bestimmungen 613 Literatur 617 Stichwortverzeichnis 621 Den Beispielen sind ausführliche Inhaltsverzeichnisse vorangestellt

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Book SynopsisThe book shows how the efficiency of construction projects can be considerably improved through process optimisation, industrialisation and the use of new technologies (sensor technologies, digital communications, real time control etc.).Table of Contents1 Christoph Motzko, Oliver Mehr, Jörg Klingenberger, Florian Binder Grundlagen des Bauprozessmanagements 1 2 Till Friedrich, Peter Meijnen, Florian Schriewersmann Lean Construction – die Übertragung der Erfolgsmodelle aus der Automobilindustrie 37 3 Gerd Simsch, Corinne Berger Ergonomisierung des Prozessmanagements in einem Bauunternehmen 53 4 Matthias Bergmann Prozesse eines internationalen Ingenieurdienstleisters 77 5 Ralf Steding Bauprozessmanagement aus rechtlicher Sicht 89 6 Jürgen Schwarz, Anett Thieking, Jürgen Büllesbach Nachhaltige Immobilien in Neubau und Bestand – Entwicklung des Managementprozesses 109 7 Frank Hippler, Lars Scheidecker Einfl üsse auf immobilienwirtschaftliche Prozesse im Finanzmarktumfeld 171 8 Rigbert Fischer Prozess- und Modellorientierung des Stahlbaus: Ein Beitrag aus der Praxis 193 Stichwortverzeichnis 213

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Book SynopsisDieses Buch ist das Ergebnis der vollständigen Überarbeitung und Erweiterung des Fachbuches „Ingenieurholzbau nach DIN 1052“. Veranlassung dafür war die bauaufsichtliche Einführung der Eurocodes (EN) mit den zugehörigen Nationalen Anhängen. Die Normen EC0 – DIN EN 1990 „Grundlagen“, EC1 – DIN EN 1991 „Einwirkungen“ und EC5 – DIN EN 1995 „Holzbau“ werden ausführlich erklärt und in einer umfangreichen Beispielsammlung erläutert. Die Führung der Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit werden sowohl theoretisch als auch in ingenieurmäßigen Berechnungen aufgezeigt. Behandelt werden sowohl Einzelquerschnitte als auch zusammengesetzte Bauteile und Tragwerke. Verbindungen mit metallischen Verbindungsmitteln werden ausführlich in Berechnungsbeispielen dargestellt. Weitere Beispiele sind den Nachweisen der Stabilität, des Schwingungsverhaltens, der Nachgiebigkeit von Verbindungen sowie der Durchbiegung gewidmet. Einen zusätzlichen Schwerpunkt bilden ausführliche Konstruktions- und Ausführungshinweise zu den Themen Brand, Erdbeben, Trockenbau und Holz-Verbundbau. Das Buch enthält eine CD mit 145 Bemessungstafeln. em. Prof. Dr.-Ing. Klausjürgen Becker ist Zimmermeister, Prüfingenieur für Baustatik sowie Gründer und ehemals geschäftsführender Gesellschafter der Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau der TU Darmstadt.Table of ContentsVorwort V Inhaltsverzeichnis VII A Einführung A1 Europäisches Normenpaket 1 A2 Grundlagen der Tragwerksplanung 5 A3 Einwirkungen auf Tragwerke 34 A4 Zusammenfassung 47 B Konzepte zur Berechnung 49 B1 Allgemeine Berechnungsgrundlagen 49 B2 Tragsysteme 54 B3 Schnittgröβen 69 B4 Systemverhalten 75 B5 Anforderungen an Baustoffe 82 B6 Anforderungen an Verbindungsmittel 92 B7 Brandschutz 134 B8 Beurteilungskriterien für Holzbauwerke 144 B9 Ausführung und Überwachung 149 C Nachweise - Beispiele C2 Nachweise für Bauteile und Konstruktionen 177 C3 Ausklinkungen, Durchbrüche, Queranschlüsse. Verstärkungen 277 C4 Verbindungen 305 C5 Stöße und Anschlüsse 411 C6 Verformungen, Verschiebungen, Schwingungen 433 C7 Tragwerksbemessung für den Brandfall 445 D Anhang D1 Normen 451 D2 Stichwortverzeichnis 455 E CD-Rom E1 Bemessungstafeln für Baustoffe .1 1.2 Knick- und Kippbeiwerte 12 1.3 Berechnungswerte für Baustoffe 34 E2 Bemessungstafeln für Verbindungsmittel 42 2.1 Stiftförmige metallische Verbindungsmittel 42 2.2 Sonstige mechanische Verbindungsmittel 95 2.3 Geklebte Verbindungen 101 2.4 Zimmermannsmäβige Verbindungsmittel 103 2.5 Verschiebungsmodul Kser 120

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Book SynopsisIntegrale Brücken erfordern weniger Aufwand in Wartung und Instandhaltung als konventionelle Brücken. Daher wird diese Bauweise sowohl im Neubaubereich als auch bei der Umrüstung bestehender Bauwerke immer populärer. Insbesondere die Planung, aber auch die Ausführung integraler Brücken, erfordert in einigen Bereichen besondere Aufmerksamkeit und Kenntnisse. Zwangsschnittgrößen sowie die Auswirkungen der Bauwerk-Baugrund-Interaktion müssen in der Bemessung und der konstruktiven Durchbildung entsprechend beachtet werden. Allerdings ermöglicht die Bauweise auch eine besondere Gestaltung, die dem integralen Tragverhalten Rechnung trägt und dieses in geeigneter Weise auch ästhetisch umsetzen kann. Das Handbuch stellt das dafür notwendige Ingenieur-Know-how umfassend bereit und ist damit eine wertvolle Arbeitshilfe für Entwurf, Ausführung und Überwachung integraler Brücken.Table of ContentsInhaltsverzeichnis Vorwort V 1 Einführung 1 2 Grundlagen 7 2.1 Begriffe und Definitionen 7 2.2 Vorteile integraler Brücken 13 2.2.1 Vorteile für den Entwurfsprozess 13 2.2.2 Vorteile im Zuge der Errichtung der Tragwerke 15 2.2.3 Vorteile für Nutzer und Anrainer 15 2.2.4 Vorteile für die Bauwerkserhaltung 16 2.3 Impulse aus dem Unterhalt 16 2.4 Herausforderungen bei integralen Brücken 23 2.5 Nachhaltigkeit integraler Brücken 25 2.5.1 Bedeutung der Nachhaltigkeitsbeurteilung 25 2.5.2 Nachhaltigkeitsbeurteilung von Brücken.28 2.5.3 Nachhaltigkeitsmerkmale integraler Brücken 30 3 Gestaltung 33 3.1 Mehrfeldrige Rahmenbrücken 33 3.2 Einfeldrahmen 41 3.3 Sprengwerke und sprengwerkartige Bögen 49 3.4 Hybride Konstruktionen 53 4 Entwurf 57 4.1 Allgemeines 57 4.2 Bauwerk-Baugrund-Interaktion 59 4.3 Gründung und Unterbau 63 4.4 Überbau67 4.4.1 Krümmung im Grund- und Aufriss 67 4.4.2 Vorspannung 71 4.4.3 Optimierte Stützweiten der Randfelder72 4.4.4 Integrale Verbundbrücken 73 4.4.5 Integrale Fertigteilbrücken 74 4.5 Parameterstudie – Einflussgrößen auf den Entwurf 74 4.5.1 Darstellung des Systems 74 4.5.2 Beschreibung des Modells 76 4.5.3 Ergebnisse77 4.6 Entwurf am Beispiel eines integralen Bogentragwerks 83 4.6.1 Ausgangslage 83 4.6.2 Wahl des Tragsystems 84 4.6.3 Interaktion Gleis – Tragwerk 87 4.6.4 Konzeption des integralen Bogentragwerks 88 4.6.5 Bauwerk-Baugrund-Interaktion 90 4.6.6 Statische Berechnung 92 4.6.7 Reales Systemverhalten 96 5 Berechnung und Bemessung 99 5.1 Ständige Einwirkungen 99 5.1.1 Eigengewicht und Ausbaulasten 99 5.1.2 Vorspannung 99 5.1.3 Baugrundsetzungen 99 5.2 Veränderliche Einwirkungen 100 5.2.1 Temperatur.100 5.2.2 Schwinden105 5.2.3 Kriechen109 5.2.4 Erddruck .111 5.2.5 Straßenverkehr 115 5.2.6 Eisenbahnverkehr bzwNormalspurbahnverkehr 117 5.2.7 Fußgänger- und Radverkehre 121 5.2.8 Wind 122 5.2.9 Schnee122 5.3 Idealisierung der Struktur 122 5.4 Modellierung des Baugrunds 123 5.4.1 Allgemeines 123 5.4.2 Flach gegründete Brücken 125 5.4.3 Tief gegründete Brücken 129 5.5 Schnittgrößenermittlung 134 5.6 Grundlagen der Bemessung 136 5.6.1 Nachweiskonzept bei linear-elastischer Tragwerksanalyse 136 5.6.2 Geotechnische Kategorien und Schwierigkeitsklassen 142 5.6.3 Nichtlineare Berechnung 146 6 Konstruktive Durchbildung 149 6.1 Deutschland 150 6.1.1 Ausführung des Brückenendes 150 6.1.2 Hinweise für besondere Bauteile 151 6.1.3 Ausführung von Schleppplatten 153 6.2 Österreich.154 6.2.1 Ausführung des Brückenendes 154 6.2.2 Hinweise für besondere Bauteile 156 6.2.3 Ausführung von Schleppplatten 157 6.3 Schweiz 158 6.3.1 Ausführung des Brückenendes 158 6.3.2 Hinweise für besondere Bauteile 160 6.3.3 Ausführung von Schleppplatten 161 6.4 Angloamerikanischer Raum 162 6.5 Sonderkonstruktionen 165 6.5.1 Fahrbahnübergang aus Betonelementen.165 6.5.2 Schleppplatte aus bewehrtem Gummibeton 167 Inhaltsverzeichnis IX 7 Ausführung, Bauüberwachung und Monitoring 169 7.1 Bauausführung 169 7.1.1 Einfluss des Bauverfahrens 169 7.1.2 Einfluss der Herstellungstechnologie178 7.2 Baubegleitung und -überwachung 185 7.2.1 Ausschreibungen und Vergabe 185 7.2.2 Arbeitsanweisungen 185 7.3 Bauwerkserhaltung 186 7.4 Monitoring bei integralen Brücken 187 7.4.1 Beispiel Seitenhafenbrücke 188 7.4.2 Beispiel Oberwarter Brücke 203 7.4.3 Rampenbauwerk B2309 210 8 Umrüstung bestehender Brücken – Ausblick und Chancen 215 8.1 Kleine Tragwerkslängen 216 8.1.1 Keine Änderung des statischen Systems – Fugenverguss 216 8.1.2 Keine Änderung des statischen Systems – Umbau Widerlager 218 8.1.3 Aktivierung einer Rahmenwirkung 219 8.2 Große Tragwerkslängen – Isola-della-Scala-Brücke 223 8.2.1 Ausgangssituation 223 8.2.2 Finite-Elemente-Berechnungen 224 8.2.3 Bauherstellung 230 Literaturverzeichnis 235 Stichwortverzeichnis 243

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Book SynopsisThe wind energy industry in Germany has an excellent global standing when it comes to the development and construction of wind turbines. Germany currently represents the world's largest market for wind energy. The ongoing development of ever more powerful wind turbines plus additional requirements for the design and construction of their offshore foundation structures exceeds the actual experiences gained so far in the various disciplines concerned. This book gives a comprehensive overview for planning and structural design analysis of reinforced concrete and pre-stressed concrete wind turbine towers for both, onshore and offshore wind turbines. Wind turbines represent structures subjected to highly dynamic loading patterns. Therefore, for the design of loadbearing structures, fatigue effects - and not just maximum loads - are extremely important, in particular in the connections and joints of concrete and hybrid structures. There multi-axial stress conditions occure which so far are not covered by the design codes. The specific actions, the nonlinear behaviour and modeling for the structural analysis are explained. Design and verification with a focus on fatigue are adressed. The chapter Manufacturing includes hybrid structures, segmental construction of pre-stressed concrete towers and offshore wind turbine foundations. Selected chapters from the German concrete yearbook are now being published in the new English "Beton-Kalender Series" for the benefit of an international audience. Since it was founded in 1906, the Ernst & Sohn "Beton-Kalender" has been supporting developments in reinforced and prestressed concrete. The aim was to publish a yearbook to reflect progress in "ferro-concrete" structures until - as the book's first editor, Fritz von Emperger (1862-1942), expressed it - the "tempestuous development" in this form of construction came to an end. However, the "Beton-Kalender" quickly became the chosen work of reference for civil and structural engineers, and apart from the years 1945-1950 has been published annually ever since.Table of ContentsIntroduction Actions on wind turbine towers - Permanent actions - Turbine operation (rotor and nacelle) - Wind load - Height of sea level - Hydrodynamic environment conditions - Hydrodynamic analysis - Thermal actions - Sea ice - Icing of construction elements Non-linear material behaviour - General - Material laws for reinforced and prestressed concrete - Bending moment?curvature relationships - Deformations and bending moments to second-order theory - Cross section design ultimate limit state - Three-dimensional mechanical models for concrete Support structure and design analysis - Basis of calculation - Structural model of the tower - Vibration analysis - Pre-stressing - Design of onshore wind turbines - Design of offshore wind turbines - Ultimate limit state - Verification of serviceability limit state - Verification against fatigue - Node design - Foundation design Manufacturing of prestressed concrete towers - Introduction - Hybrid structures of steel and prestressed concrete - Segmental construction method for prestressed concrete towers - Offshore concrete foundation References

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Book SynopsisThe successful completion of a tunnelling project depends on the choice of a construction method and the operational development. In this book, tunnelling methods and all the operational working steps are explained, starting from the geological situation.Table of Contents1 Einleitung 1 2 Geologische Vorerkundung 5 3 Beurteilung des Gebirges / Gebirgs- und Ausbruchsklassifizierung 35 4 Untertagebauwerke und ihre Ausbrucharten 53 5 Vortriebsmethoden 67 6 Ausbruch durch Sprengvortrieb 71 7 Mechanischer Vortrieb mittels Bagger, Rippergeräten und Teilschnittmaschinen (TSM) 147 8 Sicherungsmassnahmen 171 9 Vortrieb mittels Schirmgewölbesicherungen 243 10 Transport des Ausbruchmaterials aus dem Tunnel 285 11 Temporäre Entwässerungs- und Absperrmassnahmen 301 12 Industrialisierung des konventionellen Vortriebs 349 13 Leistungsermittlung und Bauprogramm des konventionellen Vortriebs 365 14 Permanente Hauptabdichtung von Tunnelbauwerken 373 15 Hohlraumauskleidung 397 16 Arten von Tunnelvortriebsmaschinen 419 17 Tunnelbohrmaschinen (TBM) 433 18 Tunnelvortrieb mittels Hinterschneidtechnik 481 19 Wiederverwendung von Tunnelausbruchmaterial 487 20 Schildvortriebsmaschinen 495 21 Tübbingauskleidung 569 22 Steuerung von Vorschubpressenkräften und Setzungen sowie Vortriebsrichtung 587 23 Baulüftungen von Untertagebauwerken 643 24 Vorbereitung und Logistik einer Tunnelbaustelle 663 25 Sicherheitsmanagement im Untertagebau 701 26 Projektabwicklungsformen als Schlüssel zu Innovation, Risikomanagement sowie Kostenoptimierung 715 Literaturverzeichnis 735 Stichwortverzeichnis 747

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Book SynopsisUmfangreiche Überprüfungen von Stabtheorie und Berechnungsergebnissen durch die Verfasser belegen, dass der EDV-gestützte Entwurf eines Tragwerks grob fehlerhaft sein kann. Das vorliegende Buch klärt die Frage, wie wirklichkeitsnah die Resultate aktueller Stabstatik-Software ausfallen. Mit Hilfe zahlreicher Referenzbeispiele kann jeder Anwender diese Frage für die von ihm genutzte Software prüfen. Darüber hinaus wird ein Abriss der genauen geometrisch nichtlinearen Biegetorsionstheorie und deren Aufbereitung für die FEM dargestellt. Dieses Buch ist ein unverzichtbares Hilfsmittel für Aufsteller und Prüfer von Standsicherheitsnachweisen sowie für Software-Entwickler. Prof. Dr.-Ing. Günter Lumpe ist seit 1991 Professor für Stahlbau an der Hochschule Biberach. Er war über zehn Jahre im industriellen Stahl- und Anlagenbau praktisch tätig. Prof. Dr.-Ing. Volker Gensichen war im Industrie- und Anlagenbau tätig. Bis 2007 lehrte er Massivbau und Stahlbau an der FH Münster. Er beschäftigt sich mit der Verifikation der Ergebnisse von Statik-Software und ist stellv. Vorsitzender im VDI-Ausschuss „Softwaregestützte Tragsicherheitsnachweise“.Trade Review... Insgesamt leistet das Buch einen wertvollen, aber auch notwendigen Beitrag zum kritischen Umgang mit Statik- Software. Anhand von einfachen bis eher schwierigen Beispielen werden die Anwendungsgrenzen von Programmen und baustatischen Theorien ausgelotet und mögliche Defizite benannt. Vom Studierenden bis zum wissenschaftlich tätigen Bauingenieur liefert das Buch (bei mit der Seitenzahl wachsendem Schwierigkeitsgrad) wertvolle Erkenntnisse und Hinweise zum Verständnis der vielfach komplexen Zusammenhänge. Möge das Buch eine weite Verbreitung finden und so auch den Autoren ein wenig Lohn und Anerkennung für ihre äußerst umfangreichen und detaillierten Untersuchungen sein. Helmut Rubin, WienTable of ContentsVorwort Zum Gebrauch dieses Buches 1 Teil 1 Zehn einfache Prüfbeispiele zur Verifikation von Software-Ergebnissen Beispiel 1 Einachsige Biegung mit Druck 11 Kragstütze mit aufgesetztem Koppelträger Beispiel 2 Durchschlagprobleme – Analyse nach Th.II.O. unzulässig 16 Unsymmetrisches v. MISES-Fachwerk mit geringem Stichmaß Beispiel 3 Doppelbiegung – ein simpler Fall? 20 Gabelgelagerter Einfeldträger mit Einzellasten Fy und Fz in Feldmitte Beispiel 4 Planmäßig zentrische Druckbeanspruchung – Biegeknicken nach zwei Richtungen, Drillknicken 26 Über vier Geschosse durchlaufende, planmäßig zentrisch beanspruchte Stütze mit unterschiedlichen Randbedingungen in y- und z-Richtung Beispiel 4a: Gabellagerung in jedem Geschoss 26 Beispiel 4b: Gabellagerung nur an den Enden der Stütze 29 Beispiel 5 Gekoppelte Beanspruchung in der System-Ebene und senkrecht zur Ebene 33 Ebenes Rautenfachwerk mit biege- und torsionssteifen Knoten Beispiel 6 Biegedrillknicken ohne Normalkraft – ein Standard-Beispiel aus der Literatur 37 Gabelgelagerter Einfeldträger mit Streckenlast und sinusförmiger Vorkrümmung Beispiel 7 Biegedrillknicken mit Normalkraft 40 Abgespannter Träger mit Kragarm Beispiel 7a: Anschluss der Abspannung im Schwerpunkt Beispiel 7b: Anschluss der Abspannung am Obergurt Beispiel 8 Zustandslinien der Torsionsmomente – Verlauf an Lasteinleitungspunkten 47 Tordierter Balken mit Längs- und Querlasten Beispiel 9 Torsion wölbfreier Querschnitte – für Software unerwartet problematisch 50 Tordierter Kragträger Beispiel 10 Wie genau wird die nichtlineare Verformungsgeometrie erfasst? 53 Zwei Prüfbeispiele mit ebener Beanspruchung Beispiel 10a: Biegeträger mit beidseitig unverschieblichen Lagern 53 Beispiel 10b: Kragträger mit Lastmoment am freien Ende 55 Teil 2 Nichtlineare Stabtheorie großer Verformungen bei räumlicher Beanspruchung Theoretische Grundlagen und weitere Prüfbeispiele 1 Einleitung 61 2 Theorie II. und III. Ordnung – die großen Missverständnisse 2.1 Vorbemerkungen 62 2.2 Verformungsgeometrie 63 2.3 Gleichgewicht am verformten System 64 2.4 Einfluss der Normalkraft auf die Verdrillung 66 2.5 Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion und der sekundären Schubverformungen 68 2.6 Asymptotisches Verhalten und Genauigkeit 72 2.7 Durchschlagprobleme 75 2.7.1 Allgemeines 75 2.7.2 Beispiel: Stahlträger einer pagodenförmigen Kuppel 80 2.8 Klassifizierung 83 2.9 Superposition 86 2.10 Theorie III. Ordnung 86 2.11 DIN 18800 / EC3: Nachweis am Gesamtsystem 88 2.12 Zusammenfassung 90 3 Torsionstheorie II. Ordnung: Wölbkrafttorsion mit Normalkraft 3.1 Vorbemerkungen 92 3.2 Erläuterung der Problematik an einem Beispiel 93 3.3 Herleitung des Torsionsmomenten-Anteils MxN 95 3.4 Klärung für den Sonderfall const 98 3.4.1 Belastung durch MT und N (inhomogener Fall) 98 3.4.2 Drillknicken (homogener Fall) 101 3.4.3 Spannungen 102 3.4.4 Baustatische Relevanz 103 3.5 Allgemeiner Fall const 104 3.5.1 Problemstellung 104 3.5.2 Übergangsbedingungen an Lasteinleitungsstellen innerhalb eines Trägers 105 3.5.3 Bedingungen am Rand eines Trägers 108 3.5.4 Einleitung von MT bzw. Fx : Zusammenfassung 108 3.5.5 Drillknicken 109 3.5.5.1 DK-Last des beidseitig gabelgelagerten Trägers 109 3.5.5.2 Abgrenzung Drillknicken / Biegeknicken (DK / BK) 110 3.5.5.3 Einfluss des Wölbwiderstands auf die Drillknicklast 115 3.5.5.4 Last-Verdrillungskurven und asymptotisches Verhalten 117 4 Torsionstheorie großer Verformungen 4.1 Vorbemerkungen 118 4.2 Helix-Torsion: der Schraubenlinien-Effekt 118 4.2.1 Geometrie der Schraubenlinie (Helix) 118 4.2.2 Helix-Normalspannungen xH und Helix-Torsionsmoment MxH 120 4.2.3 Ermittlung der Helix-Flächenmomente 124 4.2.4 Helix-Schubspannungen xH 127 4.3 Torsion mit Normalkraft: Sonderfall const 129 4.3.1 Gleichgewicht, Differenzialbeziehung, Drillknicken 129 4.3.2 Verformungen und Zustandslinien 132 4.3.3 Last-Verdrillungskurven 132 4.3.4 Analytische Lösung 136 4.3.5 Ausnutzungsgrad des Querschnitts und baustatische Relevanz 142 4.4 Torsion mit Normalkraft: allgemeiner Fall const 147 4.4.1 Gleichgewicht, Differenzialbeziehung, Drillknicken 147 4.4.2 Zustandslinien 147 4.4.3 Last-Verdrillungskurve 150 4.4.4 Spannungen und Querschnittsausnutzung 154 4.5 Analogiebetrachtungen zu MxN und MxH an zwei „Makro-Systemen“ 158 4.5.1 Analogiebetrachtung zu MxN 158 4.5.2 Analogiebetrachtung zu MxH 162 5 Allgemeine Stabtheorie großer räumlicher Verschiebungen und Drehungen 5.1 Vorbemerkungen 166 5.2 Grundlagen und Annahmen 167 5.3 Kinematik des Stabraums 169 5.3.1 Annahmen und Voraussetzungen zur Beschreibung der Deformation 169 5.3.2 Klassische Kinematik: Drehung mit „Winkelgrößen“ 170 5.3.2.1 Rotation um eine schiefe Raumachse 171 5.3.2.2 Rotation um raumfeste Koordinatenachsen 177 5.3.2.3 Rotation um Folgeachsen (Kardanwinkel) 178 5.3.2.4 Semitangentiale Drehungen 179 5.3.2.5 Bewertung der Verwendung von „Winkelgrößen“ 179 5.3.3 Drehungen, ausgedrückt durch Verschiebungen 180 5.3.3.1 Basisvektoren und Ableitungen 182 5.3.3.2 Drehtensor 183 5.4 Potenzial des elastischen Stabes 184 5.4.1 Einführung von Relativ- und Gesamtkinematen 184 5.4.2 Verschiebungsansatz 186 5.4.3 Dehnungs- und Verzerrungsmaß 188 5.4.3.1 Allgemeine Herleitung für den Stabraum 188 5.4.3.2 Vergleich mit den „Ingenieurdehnungen“ 192 5.4.4 Elastizitätsgesetz 193 5.4.5 Potenzial der inneren Kräfte 194 5.4.5.1 Potenzialanteil aus Längsdehnungen: 1 i 194 5.4.5.2 Darstellung der Potenzialterme aus Längsdehnungen 196 5.4.5.3 Potenzialanteil aus Schubverzerrungen: 2 i 202 5.5 Elementkräfte und Element-Steifigkeitsmatrizen (Relativkinematik) 204 5.5.1 Variation (Ableitung) nach Relativkinematen 204 5.5.2 Transformation der Relativkinematen auf Gesamtkinematen 205 5.6 Gesamtstruktur und globales Gleichgewicht 205 5.6.1 Gelenke und lokale Randbedingungen für Verwölbungen 205 5.6.2 Transformation von Komponenten auf globale Basen 206 5.6.2.1 Transformation von Knotenverschiebungen u, v, w 207 5.6.2.2 Transformation von Knotendrehgrößen w2 , u3 , u2 207 5.6.3 Globales Gleichgewicht und Lösung des nichtlinearen Gleichungssystems 208 5.7 Beispiel: St. VENANT-Torsion mit Normalkraft 208 5.7.1 Allgemeines 208 5.7.2 Verschiebungen und Verzerrungen des Stabes 209 5.7.3 Verschiebungen und Verzerrungen bei St. VENANT-Torsion 210 5.7.4 Gleichgewicht nach der energetischen Methode 213 5.7.4.1 Potenzialanteil und Variation aus Längsdehnungen 213 5.7.4.2 Potenzialanteil und Variation aus Schubverzerrungen 217 5.8 Beispiel: Große Drehung einer Federplatte 218 5.8.1 Potenzial und Gleichgewicht 219 5.8.2 Berechnung der Momente: direkte Methode 220 5.8.3 Berechnung der Momente über „Winkelgrößen“ 222 5.8.3.1 Berechnung der „Drehwinkel“ 222 5.8.3.2 Kontrolle der Drehmatrix T 222 5.8.3.3 Ermittlung der Momente 223 5.9 Zur Einleitung von Momenten mit richtungstreuer bzw. zirkulatorischer Charakteristik 225 5.9.1 Änderung des Potenzials der äußeren Kräfte 226 5.9.2 Beispiel zur Variation des Potenzials gem. 5.9.1 227 5.9.3 Beispiel: Kragträger mit zirkulatorischer bzw. nicht-zirkulatorischer Last 230 5.10 Praktische Anwendungsbeispiele 232 5.10.1 Durchlaufträger mit Doppelbiegung 232 5.10.1.1 Systeme und Belastung 232 5.10.1.2 Ergebnisse für System 1 (3 Gabellager) 234 5.10.1.3 Ergebnisse für System 2 (2 Gabellager) 241 5.10.2 Balken mit Kragarm und exzentrischer Einzellast 243 5.10.3 Schlussfolgerungen aus den Beispielen 249 6 Einfluss der Güte der Stabtheorie auf das Konvergenzverhalten 6.1 Einführung 251 6.2 Potenzial für einachsige Biegung mit Druck 252 6.3 Lineare Kräfte und Steifigkeitsmatrix 252 6.4 Nichtlineare Kräfte und Steifigkeitsmatrix 253 6.4.1 Variante 1: Berücksichtigung aller Terme, v linear 254 6.4.2 Variante 2: ohne Terme 4. Ordnung, v linear 255 6.4.3 Variante 3a: ohne Terme 4. Ordnung, v linear, N konstant 256 6.4.4 Variante 3b: ohne Terme 4. Ordnung, v kubisch, N konstant 257 6.5 Konvergenzverhalten und Bewertung 258 7 Zusammenfassung und Ausblick 260 Literatur und EDV-Programme 263 Sachverzeichnis 268

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Book SynopsisDie Aufgabe der Beurteilung existierender Tragwerke stellt sich bei Umbauten oder Umnutzungen, und zunehmend auch bei der Einschätzung der Standsicherheit von öffentlich zugänglichen Bauwerken. Bei realistischer Beurteilung können Tragreserven durch Reparaturmaßnahmen aktiviert und somit die Eingriffeauf ein Mindestmaß begrenzt werden, was besonders unter denkmalpflegerischen Randbedingungen erwünscht ist. In Band 2 werden die handwerklichen Holztragwerke Mitteleuropas untersucht. Das Buch führt kurz in den Holzwerkstoff ein. Die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Bestandsuntersuchung wird dargelegt, auch im Hinblick auf Identifikation und Datierung historischer Schäden und Reparaturen. Handnahe Untersuchungen und zerstörungsfreie Prüfungen werden erläutert, ebenso wie die Grundlagen der Standsicherheitsbeurteilung von Tragwerken mit langer Standzeit. Den Hauptteil des Werkes nimmt die detaillierte Diskussion der Konstruktionssysteme und Anschlüsse historischer Decken- und Dachtragwerke ein; das Tragverhalten wird an überaus zahlreichen Berechnungsbeispielen erläutert.Trade Review[...] This succinct book is a useful compendium covering the material that an engineer working on the conservation of masonry structures should know and understand before proposing structural interventions. Unlike some studies that deal with truly extraordinary structures (Hagia Sophia, Brunelleschi?s dome, St Peters and St Pauls) this book deals with more modest buildings of which many thousands were built all over Europe for nearly a thousand years. [...] The book is recommended to German readers and it is to be hoped that the publishers will produce translations into English and maybe other languages. In the meantime, the second book in the series, on timber construction, by the same author, is due to be published later in 2015. It will be reviewed in a future issue of Engineering History and Heritage. Dr. William Addis, University of Cambridge [...] Da in letzter Zeit verstärkt die Verkehrssicherheit von baulichenAnlagen mit historischen Tragwerken gefordert ist und in diesem Bereich kein deutsches Handbuch existiert, hat der Autor den Versuch übernommen, die unüberschaubare Fülle an Spezialliteratur zu diesen Themen hier zusammenzufassen, weìterzuentwickeln und für die praktische Anwendung zu erschließen. Für den Tragwerksplaner schließt dieses Buch damit eine wichtìge Lücke und bietet sehr gute Hinweise zum Umgang mit historischen Konstruktionen aus Mauerwerk. Kristin Kurczinski-Starick, Freie Architektin, passionauten-Architekten in HOLZBAU - die neue quadriga 03/2014 Das Buch hat mir geholfen, in ein Thema einzusteigen, in dem ich noch nicht bis gar nicht Erfahrung sammeln konnte. Durch das Buch konnte ich mir relativ schnell einen guten Rundumblick aneignen, aber auch detaillierter betrachten. Auch durch die guten Quellenangaben kann man ein breites Spektrum betrachten. Fazit: Das Buch ist zu empfehlen!!! Dipl.-Ing. Okan PapilaTable of ContentsVorwort v 1 Historische Tragwerke aus Holz 1 2 Holz als Werkstoff historischer Tragwerke 11 2.1 Vom Baum zum Holztragwerk 11 2.2 Materialeigenschaften der wichtigsten Konstruktionshölzer 27 3 Untersuchung historischer Holztragwerke 35 3.1 Grundsätzliches Vorgehen bei der Tragwerksbeurteilung historischer Holztragwerke 35 3.2 Aufmaß 46 3.3 Datierung der Bau- und Reparaturphasen 57 3.4 Handnahe Untersuchung und zerstörungsfreie Prüfung, Zustandskartierung 61 3.5 Berechnungsannahmen für die Berechnungsbeispiele 68 4 Deckentragwerke und flachgeneigte Pfettendächer 75 4.1 Konstruktion historischer Deckentragwerke 75 4.2 Konstruktion historischer flachgeneigter Pfettendachwerke 79 4.3 Rechnerische Modellierung der Anschlüsse des „italienischen“ Pfettendachbinders 96 4.3.1 Versatzanschlüsse 96 4.3.2 Hängeeisen 99 4.4 Typische Konstruktionen und deren Tragverhalten 101 4.4.1 Balken 101 4.4.2 Verzahnte Balken 101 4.5 Analyse „italienischer“ Pfettendachbinder: Tragverhalten und typische Schäden 108 4.6 Zusammenfassung 113 5 Sparrendächer 115 5.1 Binderlose Sparrendächer 115 5.1.1 Das grundlegende System des Sparrendaches 115 5.1.2 Systeme und Details des frühen Sparrendachwerks 126 5.2 Sparrendachwerke mit stehenden Stühlen 133 5.2.1 Das System des stehenden Stuhls 133 5.2.2 Anschlussdetails der Dachwerke mit stehendem Stuhl 141 5.3 Tragverhalten von Blatt- und Zapfenverbindungen mit Holznagel 145 5.3.1 Holznagel 145 5.3.2 Mechanisches Verhalten mittelalterlicher zimmermannsmäßiger Holzverbindungen 150 5.4 Typische Konstruktionen und deren Tragverhalten 160 5.4.1 Tragverhalten binderloser Dachwerke 162 5.4.2 Tragverhalten von Dachwerken mit stehendem Stuhl 165 5.4.3 Dachkonstruktionen ohne durchgehende Zerrbalkenlage 175 5.4.4 Tragverhalten eines Hallenkirchendachwerks 180 5.4.5 Vorläufiges Fazit zur Schnittgrößenermittlung 183 6 Dachwerke des Spätmittelalters und der frühen Neuzeit 185 6.1 Dachwerke mit liegendem Stuhl 185 6.1.1 Das System des „liegenden Stuhls“ 185 6.1.2 Entwicklungsgeschichte und Varianten des liegenden Stuhls 193 6.2 Hängewerke und ihre Kombination mit dem liegenden Stuhl 201 6.2.1 Hängesäule, Überzug und Binder 202 6.2.2 Anschlusspunkte von Hängesäulen 207 6.3 Dachwerke ohne durchgehende Zerrbalkenlage 215 6.4 Tragverhalten typischer Konstruktionen 220 6.4.1 Liegender Stuhl 220 6.4.2 Liegender Stuhl mit Hängewerk 224 6.4.3 Mehrstöckige Anordnung von stehenden und liegenden Stühlen 226 6.4.4 Dachwerk der Wandpfeilerkirche 227 6.4.5 Dachwerk der Saalkirche mit Gewölbe 231 6.4.6 Fazit der Berechnungsbeispiele 233 6.5 Weitere Konstruktionen 234 6.5.1 Sparrendachwerke mit Graten und Kehlen: vom Walm zum Turmhelm 234 6.5.2 Importe ausländischer Dachformen und Dachkonstruktionen 242 7 Ausklang: Holzbau im 19 Jahrhundert 247 7.1 Weiterleben der Tradition im Holzbau des 19 Jahrhunderts 251 7.2 Vom Holzgewölbe zum Bohlendach 254 7.3 Typische Elemente von Pfettendachwerken des 19 Jahrhunderts 263 7.4 Schlusswort 268 8 Literatur 271 Stichwortverzeichnis 291

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Book SynopsisLong recognised as a classic in the USA, "The Tower and the Bridge" is now at last available in German translation. In his preface to the German edition, Jorg Schlaich writes. "This book is essential reading and a pleasure for the "structural engineering artist", in whose structures the connection between form and force flow is visible and which are distinguished by the ideals of efficiency, cost-effectiveness and elegance." Billington founded with this book structural art as a new, independent art form, which he considers equivalent to architecture. It is no coincidence that the title states the two classic domains of the structural engineer; in this case Billington is referring to two outstanding structures of the epoch, the Eiffel Tower and the Brooklyn Bridge. Billington describes in an easily readable style and in an entertaining manner the ideals, principles and methods of structural art during its historical development through examples of structures from outstanding engineers (e.g. Telford, Maillart, Freyssinet, Menn). With the establishment of structural art as an art form and the explication of its inherent principles, Billington gives the reader well founded arguments for the aesthetic discussion of engineering structures. This also provides a basis for criticism of the new art form; for the criticism of construction that has long been demanded. This timeless book thus has the potential to give a new impulse to the debate about construction culture and particularly the aesthetic aspects of structural engineering in German-speaking countries.Table of ContentsGeleitwort zur deutschen Ausgabe ix Vorwort xi 1 Eine neue Tradition: Kunst im Ingenieurbau 1 Eine neue Kunstform Die Ideale der Structural Art Die Geschichte der Structural Art Ingenieurbau und Wissenschaft Bauwerke und Maschinen Ingenieurbau und Architektur Die drei Dimensionen von Bauwerken Structural Art und die Gesellschaft Teil 1 Das Zeitalter des Eisens 2 Thomas Telford und die neue Kunstform 23 Die zweite Eisenzeit Thomas Telford und die Kunst der Brücke Telford und die Grenzen des konstruktiv Machbaren Kunst und Politik Telfords Ästhetik Wissenschaft und Ingenieurbau 3 Brunel, Stephenson und die Eisenbahn 39 Das Problem der Form Robert Stephenson Isambard Kingdom Brunel Die Spannung zwischen Structural Art und Wirtschaft Brunel und Stephenson 4 Gustave Eiffel und der Sichelbogen 53 Ein Turm und eine Ausstellung Ingenieurbauwerk und Architektur Gustave Eiffel Der Crystal Palace von 1851 und die Pariser Weltausstellung 1867 Große Weiten, große Höhen Inhaltsverzeichnis Die erste Sichelbogenbrücke: Douro Die zweite Sichelbogenbrücke: Garabit 5 John Roebling und die Hängebrücke 64 Brunel und Roebling Immigrant und Ingenieur Roebling und die Grenzen des konstruktiv Machbaren Die Ohio River Bridge Roeblings Ideale 6 Die Brücke und der Turm 75 Höhepunkt und Aufklärung Die Funktion folgt der Form Die Kostenunsicherheit Wirtschaftlichkeit und Kreativität Structural Art und der Künstler Vorläufige Gedanken zu Structural Art Teil 2 Das neue Zeitalter von Stahl und Beton 7 Jenney und Root: Die erste Chicagoer Schule 89 Bürotürme Gotik als Nostalgie Wolkenkratzer und Kathedralen Die erste Chicagoer Schule William Le Baron Jenney John Wellborn Root Root und Sullivan 8 Große Stahlbrücken von Eads bis Ammann 101 Wolkenkratzer und Brücken Chicago gegen St. Louis: Die Eads Bridge Die Brücke über den Firth of Forth Der Übergang: Gustav Lindenthal Die Hell Gate Bridge Moderne Formen aus Stahl: Othmar Ammann Die George Washington Bridge Wissenschaft und Konstruktion Hell Gate und Bayonne Zwei Visionen: Ammann und Steinman 9 Robert Maillart und neue Formen in Stahlbeton 135 Der Werkstoff des 20. Jahrhunderts Deutsche Wissenschaft, französische Industrie Inhaltsverzeichnis Die Schweizer Synthese Robert Maillart Neue Formen für Brücken Neue Formen für Gebäude 10 Dachgewölbe und nationale Stile 157 Die Vorstellungskraft des Ingenieurs und lokale Traditionen Dischinger, Finsterwalder und die deutsche Schule Nervi und die italienische Tradition Die spanische Schule: Gaudí, Torroja und Candela Candela und die Tugend der Schlankheit 11 Eugène Freyssinets Leitgedanke 179 Ein neues Material Eugène Freyssinet Die Anfänge der Vorspannung in der freien Natur Le Veurdre und die Ästhetik von Bögen Dünne Gewölbeschalen: Orly und Bagneux Freyssinet und Maillart 12 Arbeit und Spiel: Neue Betongewölbe 196 Formen und Formeln Candela, Maillart und die Aversion gegen die Hässlichkeit Die neue schweizerische Synthese Heinz Islers Schalen Isler und die wissenschaftliche Theorie 13 Neue Türme, neue Brücken 214 Wettbewerb und Spiel Fazlur Khan und die Zweite Chicagoer Schule Der Ausdruck des Tragwerks in hohen Gebäuden Türme aus Beton Türme aus Stahl Khan und Teamarbeit Der explosionsartige Ausbau der Fernstraßen Christian Menn Vom Felsenauviadukt zur Ganterbrücke Die Konstruktion der Ganterbrücke Demokratie und Konstruktion Epilog: Ingenieurbau als Kunst 243 Konstruieren und Kunst Konstrukteure und Künstler Anmerkungen 251 Abbildungsverzeichnis 275 Stichwortverzeichnis 279

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Book SynopsisDer Tunnelbau ist eine der interessantesten, aber auch schwierigsten Ingenieurdisziplinen. Er vereinigt Theorie und Praxis zu einer eigenen interdisziplinären Ingenieurbaukunst. Das Buch zeigt die fortlaufende Entwicklung der Vortriebsmethoden und der dazu benötigten Geräte seit Mitte des 19. Jahrhunderts auf und geht dabei auch auf die aus dem Bergbau übernommenen Erkenntnisse ein. Tunnelprojekte faszinieren die Menschheit seit jeher. Die gefahrvolle Arbeit der Mineure wird respektvoll anerkannt und die eingesetzte Maschinentechnik bewundert. Der Tunnelbau wird auch immer wieder in der darstellenden Kunst behandelt. Das vorliegende Buch befasst sich daher nicht nur mit der Technik, sondern bereitet auch die Themenbereiche Religion, Kunst, Film, Literatur und Kultur im und für den Tunnelbau auf.Das vorliegende Werk ist ein Sachbuch für den Tunnelbau, das sich ausdrücklich auch an den interessierten Nichtfachmann richtet.Table of Contents6 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung, Begriffe 8 2 Geschichte der Bauweisen, Abbauverfahren, Geräte und Terminplanung 12 2.1 Allgemeines zu Bauweisen 12 2.2 Vollausbruch 13 2.3 Ausbruch in Teilen 14 2.3.1 Strossenbauweise 14 2.3.2 Belgische oder Unterfangungsbauweise 15 2.3.3 Deutsche oder Kernbauweise 16 2.3.4 Österreichische oder Aufbruchbauweise 17 2.3.5 Neue Österreichische Tunnelbauweise (NÖT) 18 2.3.6 Englische Bauweise 20 2.3.7 Italienische oder Versatzbauweise 20 2.4 Klassische Schildvortriebe 21 2.5 Klassische Vortriebsmaschinen 25 2.6 Abbauverfahren und Geräte 28 2.6.1 Sprengvortrieb 28 2.6.2 Weitere Löseverfahren 31 2.6.3 Bohrmaschinen 32 2.7 Tunnelauskleidung 36 2.7.1 Entwicklung des Spritzbetons 36 2.7.2 Entwicklung des Stahlfaserbetons 38 2.7.3 Fertigelemente, Tübbinge 41 2.8 Geschichte der Terminplanung unter Berücksichtigung des Tunnelbaus 41 2.8.1 Die Weg-Zeit-Diagramme 43 2.8.2 Die heutige Form von Geschwindigkeitsplänen 45 3 Geschichte – von der Antike bis heute 46 3.1 Antike 46 3.1.1 Hiskia-Tunnel (700 v. Chr.) 47 3.1.2 Kephalari-Tunnel (ca. 1200 v. Chr.) 49 3.1.3 Eupalineion auf Samos (ca. 600 v. Chr.) 50 3.1.4 Claudius-Tunnel (41 – 52 n. Chr.) 59 3.1.5 Aquädukttunnel von Saldae (ca. 200 n. Chr.) 62 3.1.6 Quanat-Verfahren 64 3.2 Mittelalter 65 3.2.1 Der mittelalterliche Bergbau 66 3.2.2 Tunnel zur Wasserversorgung 70 3.2.3 Tunnel zum Schutz von Wehranlagen, als Fluchtwege und Geheimgänge 71 3.3 Gestern 73 3.3.1 Tunnel unter der Themse 73 3.3.2 Elbtunnel 74 3.3.3 Tunnel unter dem Ärmelkanal 78 3.3.4 Lötschbergtunnel I und II 83 3.3.5 Gotthard-Straßentunnel 87 3.4 Heute 89 3.4.1 Gotthard-Basistunnel 89 3.4.2 Stuttgart 21 94 3.4.3 SMART-Tunnel Kuala Lumpur 98 3.4.4 Fehmarnbelt-Tunnel 99 3.4.5 Brenner Basistunnel 103 3.4.6 Semmering-Basistunnel 108 4 Zukunftsprojekte und phantastische Ideen 114 4.1 Zukunftsprojekte 114 4.1.1 Wasserstollen vom Mittelmeer zum Toten Meer 114 4.1.2 Japan-Korea-Tunnel 117 4.1.3 Beringstraßentunnel 118 4.1.4 Gibraltartunnel 119 4.1.5 Tunnel zur Förderung des Öls in der Arktis 121 4.1.6 Stad Schiffstunnel 122 4.2 Phantastische Ideen 123 4.2.1 Bahntunnel unter dem Mount Everest123 4.2.2 Projekte Geotropolis und Geoplane125 5 Flucht- und Kriegstunnel 126 5.1 Berliner Fluchttunnel 126 5.2 Ho Chi Minh Tunnel der Viet Cong 129 5.3 Hospitalanlage in Jersey 130 5.4 Tunnel aus dem Ersten Weltkrieg (1914 – 1918) in den Alpen 131 6 Risiken, Verbrüche, Katastrophen 132 6.1 Risiken im Tunnelbau 132 6.1.1 Technische und geologische Risiken 132 6.1.2 Vertragliche Risiken 135 6.2 Verbrüche 136 6.2.1 Verbruch am Richthof-Tunnel (Neubaustrecke südlich von Kassel) 136 6.2.2 Verbruch am Autobahntunnel Hemberg 137 6.2.3 Verbruch U-Bahntunnel München Kreillerstraße 137 6.2.4 Verbruch beim Bau des Karawankentunnels 139 6.2.5 Tunnel im Karst Irlahüll (2000) 139 6.2.6 Blockierte Tunnelbohrmaschine 140 6.3 Katastrophen und Brände 142 6.3.1 Brand in der Metro Paris 1903 142 6.3.2 Verheerende Brände in Straßentunneln 142 6.3.3 Erhöhung der Tunnelsicherheit 144 7 Tunnel in der Kunst 146 7.1 Malerei 146 7.2 Film 149 7.3 Literatur 156 7.3.1 Imaginäre Baustellen (Kimpel, 1992) 156 7.3.2 Bernhard Kellermanns Roman „Der Tunnel“ (Fulda, 1989) 159 7.4 Musik 162 7.4.1 Steigerlied 162 7.4.2 Das Licht am Ende des Tunnels 162 7.4.3 Die (Neue) Musikalische Vortriebsmethode (MVM) – eine Parodie zur NÖT 163 7.5 Schutzheilige Barbara 165 7.6 Frauen im Tunnelbau 167 8 Persönlichkeiten des Tunnelbaus 168 Tafelteil 169 8.1 Georgius Agricola 180 8.2 Sir Marc Isambard und Isambard Kingdom Brunel 181 8.3 Franz Ritter von Ržiha 182 8.4 Wilhelm von Pressel und Konrad Pressel 185 8.5 Alfred Bernard Nobel: Der Vater des Nobelpreises 186 8.6 Karl Brandau und Alfred Brandt 187 8.7 Karl von Terzaghi und Otto Kommerell 188 8.8 Herrmann Kastner 189 8.9 Ladislaus von Rabcewicz 189 8.10 Károly Széchy90 8.11 Leopold Müller 190 8.12 Franz Pacher 194 8.13 Giovanni Lombardi 195 8.14 Weitere Protagonisten des Tunnelbaus196 9 Tunnelbauer aus Leidenschaft – über den Autor 197 9.1 Von außen betrachtet 197 9.2 Die ersten Jahre als Tunnelbauer 200 9.3 Hochschullehrer und Tunnelbauer 202 9.4 Ehrenbürger der Stadt Floresta, Kolumbien209 9.5 Schneidradbesteigung Tokyo Bay Tunnel 212 10 Perspektiven und Berufschancen im Tunnelbau 213 10.1 Ausblick in die Zukunft für das Fachgebiet Tunnelbau, Nutzung unterirdischer Räume 213 10.2 Chancen im Berufsleben 216 10.2.1 Christian Schulz 216 10.2.2 Anna-Lena Hammer 217 10.2.3 Ruken Rukiye Mengü 218 11 Wichtige Organisationen 221 11.1 International Tunnelling and Underground Space Association (ITA-aites) 221 11.2 Deutscher Ausschuss für unterirdisches Bauen (DAUB)222 11.3 Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. (DGGT) 222 11.4 Österreichische Gesellschaft für Geomechanik (ÖGG) 223 11.5 Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein (SIA)224 11.6 Fachgruppe für Untertagebau (FGU) 225 12 Wie die Angst in den Tunnel kommt 226 Impressum 232

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Book SynopsisDas Grundbau-Taschenbuch hat seit über 60 Jahren zum Ziel, Entwicklungen, neue Erfahrungen und Erkenntnisse, Berechnungs- und Nachweismethoden für die Belange der Baupraxis umfassend zusammenzutragen und transparent zu vermitteln. Auch die 8. Auflage setzt das Format konsequent fort und bringt den aktuellen Stand der Wissenschaft und der Technik auf dem Gebiet des geotechnischen Ingenieurwesens in seinen wesentlichen Sparten zusammen. Der Teil 1 "Geotechnische Grundlagen" behandelt die Grundsätze der Sicherheitsnachweise, die Erkundung des Baugrundes, die physikalischen Eigenschaften von Boden und Fels, ihre Ermittlung und Bewertung, ihre Berücksichtigung in Stoffgesetzen und in konventionellen sowie numerischen Berechnungsmethoden, die Grundlagen der Bodendynamik, Phänomene der Massenbewegungen, den Umgang mit Schadstoffen im Boden und Grundwasser und die Methoden sowie Dokumentationsmöglichkeiten der Bauwerksbeobachtung. Die meisten Beiträge wurden grundlegend überarbeitet, einige von neuen Autoren oder Koautoren. Neu hinzugekommen ist das Kapitel "Statistik und Probabilistik in der geotechnischen Bemessung". Table of ContentsVorwort V Autoren-Kurzbiografien XIX Verzeichnis der Autoren XXV 1.1 icherheitsnachweise im Erd- und GrundbauMartin Ziegler 1 Einfuhrung 1 2 Sicherheitskonzepte 9 3 Aufbau und Inhalte des Normenhandbuchs 11 4 Grenzzustande und Nachweise 28 5 Zukunftige Normung im Umfeld des EC 7 38 6 Zitierte Normen und Empfehlungen 42 7 Literatur 44 1.2 Baugrunduntersuchungen im FeldKlaus-Jürgen Melzer, Edwin Fecker und Tilman Westhaus 1 Grundlagen 45 2 Baugrundaufschluss durch Schurfe, Bohrungen und Probenentnahmen 53 3 Baugrundaufschluss durch Sondierungen 67 4 Bohrlochaufweitungsversuche 98 5 Bestimmung der Dichte 110 6 Geophysikalische Verfahren 113 7 Literatur 121 8 Normen und Richtlinien 135 1.3 Eigenschaften von Boden und Fels – ihre Ermittlung im LaborPaul von Soos und Jens Engel 1 Boden und Fels – Begriffe und Entstehung 139 2 Eigenschaften der Boden 140 3 Eigenschaften von Fels 144 4 Kennwerte und Eigenschaften der festen Bodenkorner 145 5 Kennwerte und Eigenschaften des Kornhaufens 153 6 Versuche zur Ermittlung des Spannungs-Verformungs-Verhaltens 175 7 Scherfestigkeit; Ermittlung der Scherparameter 195 8 Ermittlung der Zugfestigkeit 208 9 Eigenschaften von Festgestein – felsmechanische Laborversuche 208 10 Benennen, Beschreiben und Klassifikation von Boden und Fels 218 11 Literatur 232 1.4 Statistik und Probabilistik in der geotechnischen BemessungMaximilian Huber und Karl-Josef Witt 1 Einleitung 243 2 Sicherheit und Zuverlassigkeit in der geotechnischen Bemessung 244 3 Grundlagen der probabilistischen Methoden 256 4 Komplexe Fragestellungen der probabilistischen Bemessung 260 5 Berucksichtigung von Messungen in einer probabilistischen Analyse im Rahmen der Beobachtungsmethode 261 6 Anwendung von probabilistischen Methoden in der Geotechnik 262 7 Zusammenfassung 269 8 Literatur 271Normen, Empfehlungen und Richtlinien 277 9 Anhang 1.5 Charakterisierung von Schadstoffen im Baugrund und GrundwasserAndreas Claussen 1 Grundlagen 287 2 Anorganische Matrix des Untergrunds 288 3 Organische Matrix des Untergrunds 289 4 Schadstoff 292 5 Anorganische Schadstoffe 294 6 Organische Schadstoffe 296 7 Bewertungsmatrix 304 8 Untersuchungserfordernisse 306 9 Untersuchungsplanung 307 10 Grundlagen der Bewertung 308 11 Literatur 314 1.6 ErddruckAchim Hettler 1 Einfuhrung 317 2 Begriffe, Formelzeichen und Indizes 318 3 Methoden zur Ermittlung des Erddrucks 321 4 Ebener aktiver Erddruck 363 5 Erdruhedruck 381 6 Ebener passiver Erddruck 390 7 Raumlicher aktiver Erddruck 398 8 Raumlicher passiver Erddruck 405 9 Sonderfalle 409 10 Mobilisierung des Erddrucks 424 11 Anwendungshinweise 433 12 Literatur 441 Anhang 448 1.7 Stoffgesetze für BödenDimitrios Kolymbas und Ivo Herle 1 Einfuhrung 458 2 Frequently asked questions 459 3 Bedeutung von Stoffgesetzen fur die Geotechnik 461 4 Merkmale des Bodenverhaltens 462 5 Mathematische Struktur von Stoffgesetzen 474 6 Hierarchie und Bestandteile von Stoffgesetzen 481 7 Besondere Fragestellungen 495 8 Erganzende Aspekte von Stoffgesetzen 499 9 Stoffgesetze in der Praxis 503 10 Literatur 504 1.8 Stoffgesetze und Bemessungsansätze für FestgesteinErich Pimentel 1 Einfuhrung 511 2 Allgemeine Eigenschaften 511 3 Stoffgesetze 525 4 Durchstromung des Gebirges 547 5 Bemessungsansatze 552 6 Literatur 569 1.9 BodendynamikChristos Vrettos 1 Einleitung 573 2 Schwingungen einfacher Systeme 574 3 Wellenausbreitung im Boden 581 4 Bodenverhalten bei zyklischer Belastung 587 5 Messung von dynamischen Bodenkenngrosen 608 6 Dynamisch belastete Fundamente 616 7 Literatur 623 1.10 Numerische Verfahren in der GeotechnikPeter-Andreas von Wolffersdorff und Helmut F Schweiger 1 Einleitung 633 2 Besonderheiten der Geotechnik 634 3 Bedeutung der Stoffmodelle fur den Baugrund 637 4 Die verschiedenen numerischen Verfahren 640 5 Verformungsberechnungen typischer geotechnischer Aufgaben 672 6 Standsicherheitsberechnungen typischer geotechnischer Aufgaben 697 7 Weitere Anwendungen numerischer Verfahren 708 8 Schlussbemerkungen 713 9 Literatur 714 1.11 MassenbewegungenDieter D Genske 1 Einleitung 721 2 Mechanismen 732 3 Ausloser 758 4 Erkennen von Bewegungspotenzialen 764 5 Gefahrenabwehr 778 6 Klimawandel 788 7 Zusammenfassung und Ausblick 791 8 Literatur 792 1.12 Ingenieurgeodäsie – Zustandsdokumentation und ÜberwachungsmessungOtto Heunecke1 Aufgabenbereiche der Ingenieurgeodasie 815 2 Inhalte ingenieurgeodatischer Uberwachungsmessungen 816 3 Rekapitulation geodatischer Grundlagen 818 4 Ingenieurgeodatische Messverfahren 831 5 Auswertemethoden 855 6 Literatur 864 1.13 Instrumentierung und Monitoring in der GeotechnikHans Jakob Becker, Marcel Hubrig, Markus Stolz, Arno Thut und Holger Wörsching 1 Einleitung 867 2 Ziel geotechnischer Messungen 868 3 Messgrosen 870 4 Messkonzept 874 5 Messinstrumente in der Geotechnik 885 6 Fallbeispiele 928 7 Literatur 966 Stichwortverzeichnis 969 Inserentenverzeichnis 987

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Book SynopsisDas Buch vermittelt alle wichtigen Aspekte über den Aufbau und die Eigenschaften des Bodens, die bei der Planung und Berechnung sowie bei der Begutachtung von Schäden des Systems Bauwerk-Baugrund zu berücksichtigen sind. Schwerpunkte sind die Baugrunderkundung, die Ermittlung von Bodenkennwerten im Labor sowie die Behandlung von Setzungs- und Tragfähigkeitsnachweisen einschließlich des Erddrucks. Alle Darstellungen basieren auf dem aktuellen technischen Regelwerk. Zahlreiche Beispiele, die nachvollziehbar erläutert werden, sowie eine große Anzahl von Hinweisen auf den Umgang mit den zu beachtenden Normen und weiterführende Literatur erleichtern das Verständnis. Das Buch ist eine unverzichtbare Orientierungshilfe in der täglichen Planungs- und Gutachterpraxis und erleichtert den Umgang mit dem neuen Regelwerk.Table of Contents1 Einteilung und Benennung von Böden 1 1.1 Bodenmechanische und geologische Begriffe 1 1.1.1 Bezeichnungen 1 1.1.2 Erdaufbau, Erdzeitalter und Gesteinsbildungen 2 1.1.3 Nutzung von Boden oder Fels 4 1.2 Normen und Kriterien zur Einteilung 4 1.3 Einteilung nach Korngrößen und organischen Bestandteilen 7 1.3.1 Kornstrukturen grob- und feinkörniger Böden 7 1.3.2 Einteilung reiner Bodenarten 10 1.3.3 Einteilung zusammengesetzter Böden 11 1.3.4 Einteilung von Böden mit organischen Bestandteilen 15 1.4 Einstufung in Boden- und Felsklassen 16 1.5 Kennzeichnungen nach DIN 4023 17 1.6 Erkennung von Bodenarten mit Hilfe einfacher Verfahren 20 1.6.1 Reibeversuch 21 1.6.2 Schneideversuch 21 1.6.3 Trockenfestigkeitsversuch 21 1.6.4 Konsistenzbestimmung bindiger Böden 22 1.6.5 Plastizität bindiger Böden (Knetversuch) 22 1.6.6 Ausquetschversuch 22 1.6.7 Schüttelversuch 23 2 Wasser im Baugrund 25 2.1 Allgemeines 25 2.2 Regelwerke 26 2.3 Begriffe 26 2.4 Kapillarwasser 28 2.5 Porenwinkelwasser 30 2.6 Hygroskopisches Wasser 31 2.7 Betonangreifende Grundwässer und Böden 31 2.8 Untersuchungen der Grundwasserverhältnisse 33 2.9 Grundwassermessstellen 35 2.10 Wasserdurchlässigkeit von Böden 39 3 Geotechnische Untersuchungen 41 3.1 Untersuchungsziel 41 3.2 Regelwerke 42 3.3 Verantwortung für die Untersuchungen 42 3.4 Planung der Untersuchungen 42 3.5 Untersuchungsverfahren 43 3.6 Untersuchungen von Baugrund und Grundwasser 45 3.6.1 Voruntersuchungen 46 3.6.2 Hauptuntersuchungen 47 3.6.3 Baubegleitende Untersuchungen 48 3.6.4 Baugrund- und Bauwerksüberwachung nach der Bauausführung 49 3.7 Untersuchungen von Boden und Fels als Baustoff 49 3.7.1 Voruntersuchungen 50 3.7.2 Hauptuntersuchungen 50 3.7.3 Baubegleitende Untersuchungen 51 3.8 Geotechnische Kategorien (GK) 51 3.8.1 Geotechnische Kategorie GK 1 51 3.8.2 Geotechnische Kategorie GK 2 52 3.8.3 Geotechnische Kategorie GK 3 54 3.9 Erforderliche Maßnahmen 57 3.9.1 Geotechnische Kategorie GK 1 57 3.9.2 Geotechnische Kategorie GK 2 57 3.9.3 Geotechnische Kategorie GK 3 58 3.10 Geotechnischer Bericht 58 3.10.1 Geotechnischer Untersuchungsbericht 59 3.10.2 Aus- und Bewertung der geotechnischen Untersuchungsergebnisse 59 3.10.3 Folgerungen, Empfehlungen und Hinweise 60 3.11 Geotechnischer Entwurfsbericht 60 4 Bodenuntersuchungen im Feld 61 4.1 Allgemeines 61 4.2 Direkte Aufschlüsse 61 4.2.1 Untersuchungszweck 61 4.2.2 Untersuchungsverfahren 61 4.2.3 Regelwerke 63 4.2.4 Richtwerte für Aufschlussabstände 63 4.2.5 Mindestwerte für Aufschlusstiefen 65 4.2.6 Schurf 70 4.2.7 Untersuchungsschacht 71 4.2.8 Untersuchungsstollen 71 4.2.9 Bohrung 72 4.2.10 Verfahren zur Probenentnahme im Boden 74 4.2.11 Probenentnahme mit Entnahmegeräten aus Schürfen und Bohrlöchern 78 4.2.12 Darstellung von Aufschlussergebnissen 81 4.3 Sondierungen (indirekte Aufschlussverfahren) 83 4.3.1 Allgemeines 83 4.3.2 DIN-Normen 84 4.3.3 Rammsondierungen nach DIN EN ISO 22476-2 84 4.3.4 Drucksondierungen nach DIN EN ISO 22476-1 und -12 86 4.3.5 Bohrlochrammsondierungen nach DIN 4094-2 und DIN EN ISO 22476-3 89 4.3.6 Korrelationen zwischen Sondierergebnissen und Bodenkenngrößen 91 4.3.7 Wahl des Sondiergeräts 96 4.3.8 Flügelscherversuch (Felduntersuchung) 98 4.4 Plattendruckversuch 100 4.4.1 Untersuchungszweck und Versuchsbedingungen 100 4.4.2 DIN-Norm 101 4.4.3 Begriffe 101 4.4.4 Geräte für den Plattendruckversuch 101 4.4.5 Verformungsmodul E V 102 4.4.6 Bettungsmodul ks 104 4.5 Aussagekraft von Bodenuntersuchungen 105 4.6 Beobachtungsmethode 106 5 Untersuchungen im Labor 109 5.1 Mehrphasensysteme des Bodens 109 5.2 Korngrößenverteilung 112 5.2.1 DIN-Normen 113 5.2.2 Siebanalyse 113 5.2.3 Schlämmanalyse (Sedimentationsanalyse) 116 5.2.4 Siebung und Sedimentation 118 5.2.5 Kenngrößen der Körnungslinie 119 5.2.6 Filterregel von Terzaghi 120 5.2.7 Bodenklassifikation nach DIN 18196 und DIN EN ISO 14688-2 121 5.3 Wassergehalt 128 5.3.1 DIN-Normen 128 5.3.2 Definition des Wassergehalts 128 5.3.3 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen feuchter Böden 129 5.3.4 Mit w in Beziehung stehende Kenngrößen gesättigter Böden 130 5.3.5 Bestimmung des Wassergehalts durch Ofentrocknung 130 5.3.6 Bestimmung des Wassergehalts durch Schnellverfahren 131 5.4 Dichte 132 5.4.1 DIN-Normen 132 5.4.2 Definitionen 132 5.4.3 Mit ρ und ρd in Beziehung stehende Kenngrößen 132 5.4.4 Feldversuche nach DIN 18125-2 133 5.4.5 Laborversuche nach DIN EN ISO 17892-2 137 5.5 Korndichte 137 5.5.1 DIN-Normen 137 5.5.2 Definition der Korndichte 137 5.5.3 Bestimmung mit dem Kapillarpyknometer 138 5.6 Organische Bestandteile 140 5.6.1 DIN-Norm 140 5.6.2 Definition des Glühverlustes 140 5.6.3 Versuchsdurchführung und -auswertung 140 5.6.4 Bodenklassifikation nach DIN 18196 141 5.7 Kalkgehalt 142 5.7.1 DIN-Normen 142 5.7.2 Qualitative Bestimmung des Kalkgehalts 143 5.7.3 Bestimmung des Kalkgehalts nach DIN 18129 143 5.8 Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen) 144 5.8.1 DIN-Normen 144 5.8.2 Qualitative Bestimmung der Konsistenzgrenzen 145 5.8.3 Definitionen 145 5.8.4 Bestimmung der Fließgrenze 146 5.8.5 Bestimmung der Ausrollgrenze 148 5.8.6 Bestimmung der Schrumpfgrenze 149 5.8.7 Bodenklassifikation nach DIN 18196 150 5.8.8 Plastische Bereiche und ansetzbarer Sohlwiderstand nach DIN 1054 152 5.9 Proctordichte (Proctorversuch) 153 5.9.1 DIN-Norm 153 5.9.2 Definitionen 154 5.9.3 Geräte für den Proctorversuch 154 5.9.4 Durchführung und Auswertung des Proctorversuchs 155 5.9.5 Anforderungen aus Regelwerken an den Verdichtungsgrad DPr 159 5.10 Dichte nichtbindiger Böden (lockerste u dichteste Lagerung) 162 5.10.1 Regelwerke 162 5.10.2 Definitionen und Einstufungen von Lagerungsdichten 162 5.10.3 Dichte bei dichtester Lagerung (Rütteltischversuch) 166 5.10.4 Dichte bei lockerster Lagerung (Einfüllung mit Trichter) 166 5.11 Wasserdurchlässigkeit 169 5.11.1 Allgemeines 169 5.11.2 DIN-Normen 169 5.11.3 Definitionen 169 5.11.4 Beziehungen der Filtergeschwindigkeit zum hydraulischen Gefälle 171 5.11.5 Temperatureinfluss 172 5.11.6 Versuch im Versuchszylinder mit Standrohren 173 5.11.7 Untersuchung in der Triaxialzelle (isotrope statische Belastung) 175 5.12 Einaxiale Zusammendrückbarkeit 176 5.12.1 Allgemeines 176 5.12.2 DIN-Normen 178 5.12.3 Begriffe (nach DIN 18135) 178 5.12.4 Kompressionsversuch (Oedometerversuch) 179 5.12.5 Steifemodul 184 5.12.6 Modellgesetz für Setzungszeiten 188 5.12.7 Kompressionsbeiwert 189 5.13 Scherfestigkeit 190 5.13.1 Allgemeines 190 5.13.2 DIN-Normen 191 5.13.3 Begriffe nach DIN 18137-1 191 5.13.4 Rahmenscherversuch 195 5.13.5 Triaxialversuch nach DIN 18137-2 198 5.13.6 Auswertung des Triaxialversuchs 201 5.14 Einaxiale Druckfestigkeit 206 5.14.1 DIN-Norm 206 5.14.2 Definitionen 206 5.14.3 Druck-Stauchungs-Diagramm 207 5.15 Charakteristische Werte von Bodenkenngrößen 208 5.15.1 Forderungen von DIN EN 1997-1 und DIN 1054 208 5.15.2 Werte gemäß DIN 1055-2 209 6 Spannungen und Verzerrungen 215 6.1 Darstellungen 215 6.1.1 Koordinatensysteme 215 6.1.2 Spannungs- und Deformationszustände 217 6.1.3 Spannungstransformation in kartesischen Koordinatensystemen 218 6.2 Sonderfälle 219 6.2.1 Hauptspannungen 220 6.2.2 Ebene Spannungs- und Deformationszustände 221 6.2.3 Symmetrie- und Antimetrieebenen 222 6.3 Spannungs-Verzerrungs-Beziehungen 223 6.3.1 Stoffgesetze bei Hooke'schem Material 223 6.3.2 Steifemodul, Elastizitätsmodul und Schubmodul 225 6.3.3 Bilinear-elastische und nichtlineare Stoffgesetze 226 6.4 Rechnerische Druckspannungen im Baugrund 226 6.4.1 Eigenlast aus trockenem oder erdfeuchtem Boden 226 6.4.2 Totale und effektive Druckspannungen 227 6.5 Vereinfachungen zur Lastausbreitung 229 6.6 Halbraum unter vertikaler Punktlast F 230 6.6.1 Spannungen und Deformationen nach Boussinesq 231 6.6.2 Spannungen nach Fröhlich 233 6.7 Halbraum unter horizontaler Punktlast F 235 6.8 Halbraumspannungen infolge vertikaler Linienlast f 237 6.8.1 Spannungen nach Boussinesq 237 6.8.2 Spannungen nach Fröhlich 238 6.9 Halbraumspannungen infolge horizontaler Linienlast f 238 6.10 Halbraumspannungen infolge vertikaler Streifenlast q 239 6.11 Halbraumspannungen unter schlaffen Rechtecklasten 240 6.12 Spannungen σz unter Eckpunkten schlaffer Rechtecklasten 241 6.13 Beiwerte für vertikale Normalspannungen des Halbraums 246 6.14 Spannungen σz infolge beliebiger Lasten 249 7 Berechnungsgrundlagen der aktuellen Normen 253 7.1 Allgemeines 253 7.2 Einwirkungen, geotechnische Kenngrößen, Widerstände 254 7.2.1 Begriffe 254 7.2.2 Einwirkungen 255 7.2.3 Geotechnische Kenngrößen 256 7.2.4 Widerstände 256 7.3 Charakteristische und repräsentative Werte 256 7.3.1 Charakteristische Werte 256 7.3.2 Repräsentative Werte 257 7.4 Grenzzustände 258 7.5 Bemessungssituationen und Teilsicherheitsbeiwerte 260 7.5.1 Allgemeines 260 7.5.2 Bemessungssituationen 260 7.5.3 Teilsicherheitsbeiwerte 261 7.6 Bemessungswerte 264 7.6.1 Allgemeines 264 7.6.2 Bemessungswerte von Einwirkungen 265 7.6.3 Bemessungswerte von geotechnischen Kenngrößen 266 7.6.4 Bemessungswerte von Bauwerkseigenschaften 266 7.7 Rechnerische Nachweisführung der Tragsicherheit 266 7.7.1 Verlust der Lagesicherheit (EQU) 267 7.7.2 Versagen im Tragwerk und im Baugrund (STR und GEO) 267 7.7.3 Versagen durch Aufschwimmen (UPL) 269 7.7.4 Versagen durch hydraulischen Grundbruch (HYD) 269 7.8 Beobachtungsmethode 270 8 Sohldruckverteilung 273 8.1 Allgemeines 273 8.2 Kennzeichnende Punkte und Linien 275 8.3 Bodenpressungen in der Sohlfuge nach DIN-Normen 275 8.3.1 Regelwerke 275 8.3.2 Gleichmäßige Verteilung und ansetzbare Sohlwiderstände nach DIN 1054 276 8.3.3 Geradlinige Verteilung 281 8.4 Sohldruckverteilung unter Flächengründungen 289 9 Setzungen 291 9.1 Allgemeines 291 9.2 Regelwerke 291 9.3 Begriffe 292 9.4 Kennzeichnende Punkte und Linien 294 9.5 Elastisch-isotroper Halbraum mit Einzellast 294 9.6 Elastisch-isotroper Halbraum mit konstanter Rechtecklast σ0 296 9.7 Grenztiefe für Setzungsberechnungen 296 9.8 Halbraum mit konstanter Kreislast σ0 299 9.9 Grundlagen für Setzungsberechnungen nach DIN 4019 299 9.9.1 Erforderliche Berechnungsunterlagen 299 9.9.2 Sohl- und Baugrundspannungen 300 9.10 Zusammendrückungsmodul (Rechenmodul) E* 300 9.10.1 Module des linear-elastischen Halbraums 300 9.10.2 Ermittlung von E* aus Labor- und Feldversuchen 301 9.10.3 Ermittlung von E* aus Setzungsbeobachtungen 302 9.10.4 Wahl von E* für Setzungsberechnungen 302 9.11 Setzungsgleichungen nach DIN 4019 303 9.11.1 Allgemeines 303 9.11.2 Setzung der Eckpunkte schlaffer, konstanter Rechtecklasten 304 9.11.3 Setzung starrer Rechteckfundamente bei zentrischer Belastung 305 9.11.4 Setzungen unter konstanter kreisförmiger Last 311 9.12 Gleichungen für Verdrehungen nach DIN 4019 312 9.12.1 Allgemeines 312 9.12.2 Setzungen bzw Verdrehungen rechteckiger Fundamente 314 9.12.3 Verdrehung starrer Streifenfundamente 317 9.13 Indirekte Setzungsberechnung nach DIN 4019 318 9.13.1 Ablauf der Setzungsermittlung 318 9.13.2 Anwendungsbeispiel mit schlaffer, konstanter Rechtecklast (nach [33]) 319 9.13.3 Setzungen und Verdrehungen infolge lotrechter Baugrundspannungen 321 9.14 Setzungen infolge horizontaler Belastungskomponenten 322 9.14.1 Ansatz waagerechter Lasten und Sohlspannungen 322 9.14.2 Anwendungsbeispiel 323 9.15 Setzungen infolge von Grundwasserabsenkung 324 9.16 Berechnung des Zeitverlaufs von Setzungen 326 9.16.1 Konsolidationssetzung 326 9.16.2 Kriechsetzung 327 9.17 Setzungsproblematik bei Hochbauten 327 9.17.1 Gegenseitige Beeinflussung 328 9.17.2 Mulden- und Sattellage 330 9.17.3 Setzungen bei inhomogenem Baugrund 330 9.18 Beanspruchungsveränderungen infolge von Setzungen 330 9.19 Zulässige Setzungsgrößen 331 10 Erddruck 337 10.1 Allgemeines 337 10.2 Regelwerke 337 10.3 Angaben nach DIN 4085 337 10.3.1 Begriffe 337 10.3.2 Erforderliche Unterlagen 340 10.3.3 Allgemeines zur Erddruckermittlung 340 10.4 Erdruhedruck 342 10.4.1 Unbelastetes horizontales Gelände 342 10.4.2 Unbelastetes geneigtes Gelände 343 10.4.3 Erdruhedruck nach DIN 4085 344 10.5 Wirkungen der Stützwandbewegung 347 10.5.1 Erddruckkräfte 348 10.5.2 Bruchfiguren 349 10.6 Zonenbruch nach Rankine 350 10.7 Linienbruch nach Coulomb 355 10.7.1 Aktiver Erddruck 355 10.7.2 Passiver Erddruck 356 10.8 Verallgemeinerung der Erddrucktheorie von Coulomb 357 10.8.1 Aktiver Erddruck nach Müller-Breslau 358 10.8.2 Passiver Erddruck nach Müller-Breslau 359 10.8.3 Aktiver Erddruck bei Böden mit Kohäsion 360 10.8.4 Passiver Erddruck bei Böden mit Kohäsion 360 10.9 Aktiver Erddruck gemäß DIN 4085 361 10.9.1 Voraussetzungen der Berechnungsformeln 364 10.9.2 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte aus Bodeneigenlast 366 10.9.3 Verteilung des Erddrucks aus Bodeneigenlast 369 10.9.4 Gleichmäßig verteilte vertikale Last auf ebener Geländeoberfläche 372 10.9.5 Vertikale Linien- und Streifenlasten auf ebener Geländeoberfläche 378 10.9.6 Horizontale Linien- oder schmale Streifenlasten 380 10.9.7 Erddruckanteil aus Kohäsion 381 10.9.8 Mindesterddruck 383 10.10 Passiver Erddruck gemäß DIN 4085 384 10.10.1 Formeln für Erddrücke und Erddruckkräfte infolge Bodeneigenlast 387 10.10.2 Vertikale Flächenlasten auf ebener Geländeoberfläche 392 10.10.3 Erddruckanteil aus Kohäsion 395 10.10.4 Mobilisierbare Erddruckkraft 398 10.11 Grafische Bestimmung des Erddrucks nach Culmann 399 10.12 Sonderfälle gemäß DIN 4085 401 10.12.1 Verdichtungserddruck 401 10.12.2 Silodruck 402 10.12.3 Erddruck bei dynamischen Anregungen des Bodens 403 10.12.4 Erddruck bei vertikaler Durchströmung des Bodens 403 10.13 Zwischenwerte des Erddrucks 404 10.13.1 Erddruck zwischen aktivem Erddruck und Erdruhedruck 404 10.13.2 Erddruck zwischen Erdruhedruck und passivem Erddruck 404 11 Grundbruch 405 11.1 Allgemeines 405 11.2 DIN-Normen 405 11.3 Begriffe 406 11.4 Einflussgrößen und Modelle des Versagenszustands 406 11.5 Theorie von Prandtl 406 11.5.1 Voraussetzungen 406 11.5.2 Spannungs- und Winkelbeziehungen in den Rankine-Zonen 407 11.5.3 Bedingungen in der Übergangszone, Prandtl-Zone 408 11.5.4 Grundbruchformel nach Prandtl, Lösung für die Übergangszone 408 11.6 Verfahren von Buisman 410 11.7 Grundbruchsicherheit nach DIN 1054 und DIN 4017 411 11.7.1 Allgemeines 411 11.7.2 Anwendungserfordernisse 413 11.7.3 Kenngrößen des Baugrunds 413 11.7.4 Nachweis der Grundbruchsicherheit gemäß DIN 1054 und DIN EN 1997-1 414 11.7.5 Einwirkungen 414 11.7.6 Grundbruchwiderstände 416 11.7.7 Grundwerte der Tragfähigkeitsbeiwerte und Formbeiwerte 417 11.7.8 Lastneigungsbeiwerte 421 11.7.9 Geländeneigungsbeiwerte 425 11.7.10 Sohlneigungsbeiwerte 426 11.7.11 Berücksichtigung von Bermenbreiten 427 11.7.12 Durchstanzen 428 11.7.13 Abmessungen von Gleitkörpern unter Streifenfundamenten 429 12 Gleiten und Kippen 433 12.1 Gleiten 433 12.1.1 Allgemeines 433 12.1.2 DIN-Normen 433 12.1.3 Gleitsicherheit von Flach- und Flächengründungen nach DIN 1054 434 12.1.4 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 437 12.1.5 Maßnahmen bei nicht erfüllter Gleitsicherheit 438 12.2 Kippen 438 12.2.1 Allgemeines 438 12.2.2 DIN-Normen 440 12.2.3 Kippsicherheit von Flach- und Flächengründungen nach DIN 1054 440 12.2.4 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 441 12.2.5 Ungleichmäßige Setzungen bei hohen Bauwerken 444 13 Geländebruch 445 13.1 Allgemeines 445 13.2 DIN-Normen 445 13.3 Begriffe nach DIN 4084 445 13.4 Erforderliche Unterlagen für Berechnungen gemäß DIN 4084 446 13.5 Sonderfall der ebenen Gleitfläche 447 13.6 Lamellenverfahren (schwedische Methode) 449 13.7 Berechnungen nach Normen 451 13.7.1 Anwendungsbereich 451 13.7.2 Grenzzustand, Einwirkungen und Widerstände 452 13.7.3 Grenzzustandsbedingung 454 13.7.4 Arten der Bruchmechanismen und besondere Bedingungen 455 13.7.5 Bruchmechanismen mit einem Gleitkörper oder zusammengesetzt 456 13.7.6 Lamellenverfahren mit kreisförmig gekrümmten Gleitlinien 457 13.7.7 Lamellenfreie Verfahren mit kreisförmigen und geraden Gleitlinien 459 13.7.8 Zusammengesetzte Bruchmechanismen mit geraden Gleitlinien 461 13.7.9 Anwendungsbeispiele (mit Programm berechnet) 463 13.7.10 Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1054 und DIN 4084 466 14 Aufschwimmen 467 14.1 Maßnahmen bei zu geringer Sicherheit gegen Aufschwimmen 468 14.2 Regelwerke 469 14.3 Grenzzustand des Aufschwimmens nach DIN 1054 469 14.3.1 Allgemeines 469 14.3.2 Nichtverankerte Konstruktionen 469 14.3.3 Verankerte Konstruktionen 471 14.3.4 Nachweis der Sicherheit gegen Aufschwimmen nach EAB 474 15 Methode der Finiten Elemente (FEM) 483 15.1 Allgemeines 483 15.2 Weggrößenverfahren 484 15.2.1 Vektoren des Gesamtmodells 485 15.2.2 Einheitsknotenbewegungen am Gesamtsystem 486 15.2.3 Biegestabelement 487 15.2.4 Steifigkeitsmatrix des Gesamtsystems 495 15.3 Stoffgesetze 499 15.3.1 Ebener Deformationszustand 501 15.3.2 Ebener Spannungszustand 502 15.4 Scheibenelemente 503 15.4.1 Einheitsbewegungen der Elementknoten 503 15.4.2 Ansatzfunktionen für Elementverschiebungen 504 15.4.3 Verzerrungs- und Spannungsvektor des Elements 506 15.5 Symmetrische und antimetrische Systeme 507 15.6 Anwendungsbeispiel 508 15.6.1 Aufgabenstellung und Modellierung 508 15.6.2 Berechnungsergebnisse am Gesamtmodell 509 15.6.3 Berechnungsergebnisse am halben Modell 513 15.6.4 Antimetrie und Superposition 515 16 Europäische Normung in der Geotechnik 517 16.1 Allgemeines 517 16.2 Deutsche und europäische Normung 517 16.3 Eurocode 7 519 16.3.1 Nationaler Anhang (NA) 520 16.3.2 Deutsche Normen und Empfehlungen, die DIN EN 1997-1 ergänzen 520 16.4 Europäische geotechnische Ausführungsnormen 521 16.5 Weitere europäische geotechnische Normen 521 16.6 Bauaufsichtliche Einführung 522 Literaturverzeichnis 525 Firmenverzeichnis 541 Stichwortverzeichnis 543

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Book SynopsisThe book introduces in particular foundation methods and methods of securing level changes in terrain. The description of calculation and dimensioning with examples are a valuable orientation aid for those working in design and as technical experts.Table of ContentsVorwort VII 1 Zum NormenHandbuch Eurocode 7 1 1.1 Allgemeines 1 1.2 Einwirkungen, geotechnische Kenngrößen, Widerstände 2 1.3 Charakteristische und repräsentative Werte 4 1.4 Grenzzustände 6 1.5 Bemessungssituationen und Teilsicherheitsbeiwerte 7 1.6 Bemessungswerte 12 1.7 Rechnerische Nachweisführung der Tragsicherheit 13 1.8 Beobachtungsmethode 17 2 Frost im Baugrund 19 2.1 Allgemeines und Regelwerke 19 2.2 Homogener und nicht homogener Bodenfrost 19 2.3 Frostkriterien 20 2.4 Frosttiefen und frostfreie Gründungen 23 2.5 Frostschäden und Maßnahmen zu ihrer Vermeidung 24 3 Baugrundverbesserung 31 3.1 Allgemeines und Regelwerke 31 3.2 Verdichtung von Böden 32 3.3 Bodenaustauschverfahren 44 3.4 Injektionsverfahren 50 3.5 Düsenstrahlverfahren 62 4 Flachgründungen 69 4.1 Allgemeines und Normen 69 4.2 Begriffe und Grundlagen 70 4.3 Entwurf, Auswahl und konstruktive Forderungen 74 4.4 Einwirkungen und Widerstände 76 4.5 Äußere Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit 78 4.6 Einzelfundamente 82 4.7 Streifenfundamente 100 4.8 Gründungsbalken 109 4.9 Gründungsplatten 113 5 Pfähle 127 5.1 Allgemeines und Regelwerke 127 5.2 Einteilungen der Pfähle 128 5.3 Verdrängungspfähle 132 5.4 Bohrpfähle 150 5.5 Mikropfähle 155 5.7 Tragverhalten von Pfählen 161 5.8 Tragverhalten von Pfählen gemäß DIN EN 19971 163 5.9 Horizontalbelastungen von Pfählen 192 5.10 Axial belastete Vertikalpfahlgruppen, äußeres Tragverhalten 197 5.11 Horizontal belastete Vertikalpfahlgruppen, Einwirkungen und Widerstände 200 5.12 Probebelastung von Pfählen 205 5.13 Dynamische Integritätsprüfung bei Pfählen 213 6 Pfahlroste 217 6.1 Allgemeines 217 6.2 Einteilungen von Pfahlrosten 217 6.3 Kriterien zur Wahl und Anordnung der Pfahlrostpfähle 220 6.4 Pfahlkraftermittlung statisch bestimmter ebener Pfahlroste 221 6.5 Berechnung statisch unbestimmter Pfahlroste 224 6.6 Geländebruch bei Stützkonstruktionen mit Pfahlrosten 247 6.7 Ausführungsbeispiele für Pfahlroste 247 7 Verankerungen 251 7.1 Allgemeines und Regelwerke 251 7.2 Abtragung von Verankerungskräften 252 7.3 Begriffe für Verpressanker 254 7.4 Korrosionsschutz für Verpressanker 259 7.5 Herstellung von Verpressankern 264 7.6 Verpressankerbemessung und nachweise 268 7.7 Prüfungen von Verpressankern gemäß DIN EN 1537 273 7.8 HerausziehWiderstände und Kriechmaß 275 7.9 Voraussetzungen für die Verwendung von Verpressankern 281 7.10 Wahl geeigneter Ankersysteme 282 7.11 Entwurfsregeln für Verpressankerlänge und anordnung 282 7.12 Standsicherheit des Gesamtsystems bei Ankergruppen 285 8 Wasserhaltung 293 8.1 Allgemeines und Regelwerke 293 8.2 Grundwasserströmung 294 8.3 Hydraulischer Grundbruch 302 8.4 Erosionsgrundbruch (Piping) 314 8.5 Verfahren der Wasserhaltung 316 8.6 Schwerkraftentwässerung 317 8.7 Unterdruckentwässerung 324 8.8 Gesetz von Darcy, Gültigkeitsgrenzen 327 8.9 Arten von Grundwasserleitern 328 8.10 Berechnungsformeln 329 9 Stützmauern (Gewichtsstützwände) 355 9.1 Allgemeines 355 9.2 Regelwerke und Begriffe 355 9.3 Bedingungen und Gesichtspunkte beim Entwurf 356 9.4 Stützmauertypen 358 9.5 Einwirkungen und Widerstände 360 9.6 Nachweis der Tragfähigkeit 370 9.7 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 375 9.8 Entwässerung 379 10 Spundwände 385 10.1 Allgemeines und Regelwerke 385 10.2 Einsatz von Stahlspundwänden 387 10.3 Profile von Stahlspundwänden 391 10.4 Einbringung von Stahlspundbohlen 394 10.5 Berechnung von Spundwänden 400 11 Pfahlwände 431 11.1 Allgemeines 431 11.2 Anwendungsbereiche 432 11.3 Regelwerke 433 11.4 Wandtypen 434 11.5 Herstellung 437 11.6 Tragverhalten 440 11.7 Bemessung 441 12 Schlitzwände 443 12.1 Allgemeines 443 12.2 Anwendungsbereiche 444 12.3 Regelwerke und Begriffe 445 12.4 Aushubwerkzeuge 447 12.5 Herstellungsverfahren 449 12.6 Herstellung von Schlitzwänden 451 12.7 Tonsuspensionen, Fließgrenze und thixotrope Verfestigung . 458 12.8 Übertragung des Stützflüssigkeitsdrucks 459 12.9 Standsicherheit des gestützten Schlitzes 464 12.10 Standsicherheit erhärteter OrtbetonSchlitzwände 486 13 Aufgelöste Stützwände 489 13.1 Allgemeines 489 13.2 Zulässige Böschungswinkel β nach DINNormen 490 13.3 Grundlagen 497 13.4 Raumgitterwände 498 13.5 Bewehrte Erde 509 13.6 Bewehrung mit Geokunststoffen 524 13.7 Bodenvernagelung 538 14 Europäische Normung in der Geotechnik 555 14.1 Allgemeines 555 14.2 Deutsche und europäische Normung 555 14.3 Eurocode 7 557 14.4 Europäische geotechnische Ausführungsnormen 559 14.5 Weitere europäische geotechnische Normen 559 14.6 Bauaufsichtliche Einführung 560 Literaturverzeichnis 563 Firmenverzeichnis 583 Stichwortverzeichnis 587 Inserentenverzeichnis 603

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Book SynopsisDer Solarstrahlung kommt für das Leben auf der Erde die größte Bedeutung zu. Dieses Thema wird in diesem Buch aufgegriffen. Nach einer Beschreibung des Prozesses der Strahlungserzeugung und des Durchganges der Solarstrahlung durch die Erdatmosphäre werden die Wechselwirkungen durch physikalische, chemische, biologische und medizinische Effekte beschrieben. Da über verschiedene Formen der Sonnenenergiewandlung bereits eine kompetente Fachliteratur vorliegt, wird hier auf die entsprechenden Ausführungen verzichtet. Dagegen wird auf die Wirkungen über das menschliche Auge - also auf das Tageslicht - besonders eingegangen. Tageslicht als passive Solarstrahlungstechnik dient nicht nur der Beleuchtung von Innenräumen der Gebäude, es kann auch einen merklichen Anteil der Energieeinsparung liefern. Der Jahresumsatz der Energie eines Gebäudes hängt von den verwendeten wärmetechnischen Installationen, den architektonischen Gegebenheiten und der Kunstlichttechnik ab. So werden technische Lösungen sowie Komponenten beispielhaft zusammengestellt und Berechnungsverfahren und technische Regel angegeben. Besonderer Augenmerk wird auf eine qualifizierte, integrale Gebäudeplanung gelegt, die auf den Bedürfnissen der Nutzer basiert und somit nicht nur die energetische Gesamtbilanz verbessert, sondern gleichzeitig die Aufenthaltsqualität erhöht. Dieses Buch führt in die notwendigen physikalischen und meteorologischen Zusammenhänge von Solarstrahlung und Tageslicht ein, indem die doppelt spektralen Zusammenhänge von Strahlung und Effekt, wie die lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kennzahlen und die gesundheitlichen Wirkungen erläutert werden. Das Buch erläutert zudem Verfahren zur Bestimmung des Energieumsatzes mit Planungstools. Das Buch ist für Architekten, Bauingenieure, Gebäudetechniker, Lichttechniker, Arbeitsmediziner, Meteorologen und Umwelttechniker in Planungspraxis, Industrie, Forschung und Lehre geeignet.Table of ContentsVorwort IX Über die Autoren XI Liste ausgewählter Naturkonstanten XIII 1 Einleitung 1 2 Lichttechnische Grundlagen 3 2.1 Optische Strahlung 3 2.2 Licht- und Strahlungsgrößen 7 2.3 Photonengrößen,Wellenzahl und Frequenz 10 2.4 Farbe 10 Literatur 16 3 Extraterrestrische Solarstrahlung 17 3.1 Die Sonne 17 3.2 Die Solarkonstante 20 Literatur 23 4 Terrestrische Solarstrahlung 25 4.1 Aufbau der Erdatmosphäre 25 4.2 Einfluss der Erdatmosphäre auf die Solarstrahlung 27 4.3 Die Globalstrahlung 34 4.4 Spektrale Verteilung der terrestrischen Solarstrahlung 35 4.5 Die Himmelsfarbe 38 Literatur 39 5 Tageslichtangebot 41 5.1 Tageslicht im Außenraum 41 5.2 Sonnenstand 47 5.3 Besonnung 51 5.4 Tageslicht im Innenraum 52 5.5 Blendung durch Tageslicht 58 5.6 Anforderungen an das Tageslicht im Innenraum 60 Literatur 63 6 Tageslichtmesstechnik 67 6.1 Gesamtstrahlungsmessungen 68 6.1.1 Messung der direkten Sonnenbestrahlungsstärke 69 6.1.2 Messung der Globalstrahlung 70 6.2 SpektraleMesstechnik 73 6.3 Lichtmessungen 77 6.4 Licht- und Strahlungsmessgeräte für den Feldeinsatz 79 6.5 Testräume für lichttechnische Untersuchungen an Tageslichtsystemen 80 Literatur 82 7 Sonnensimulation 85 Literatur 90 8 Strahlungsphysikalische und lichttechnische Kennzahlen von Tageslichtsystemen 93 8.1 Winkelbeziehungen 95 8.2 Spektraler Transmissions- und Reflexionsgrad 99 8.3 Strahlungstransmissionsgrad, Lichttransmissionsgrad und Lichtreflexionsgrad 102 8.4 Bidirektionale Messungen 105 8.5 Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades nach optischen Methoden 109 8.6 Das Datenformat EUMELDAT 110 8.7 Konvertierung derMessdaten in Planungsprogramme 115 Literatur 116 9 Angewandte Tageslichttechnik 119 9.1 Potenziale der Tageslichttechnik 119 9.2 Tageslichtsysteme 121 9.2.1 Verglasungen 121 9.2.2 Sonnenschutzeinrichtungen 125 9.2.3 Tageslichtlenksysteme 126 9.3 Tageslichtdachsysteme 130 9.4 Heliostatensysteme 136 Literatur 138 10 Planungsprogramme 141Jan de Boer 10.1 Einleitung 141 10.2 Berechnungsverfahren 141 10.2.1 Radiosity (Strahlungsaustausch) 143 10.2.2 Raytracing-Verfahren (Strahlverfolgung) 144 10.2.3 Photon Mapping 147 10.2.4 Materialien- und Fassadenmodellierung 147 10.3 Berechnungswerkzeuge/Anwenderschnittstellen 150 10.3.1 Übersicht 150 10.3.2 Sonnenstandsverschattungsstudien 151 10.3.3 Auslegung Sonnen- und Blendschutz 153 10.3.4 Relative Nutzbelichtung, Bewertung nach DIN V 18599/EnEV 154 10.3.5 Solarkonzentration außen 156 10.3.6 Parametrisches Modellieren 158 10.4 Zusammenfassung 159 Literatur 159 11 Energetische Aspekte der Tageslichttechnik 161 11.1 Gebäudeautomatisierungssysteme 162 11.1.1 Übersicht 162 11.1.2 Anwendungsbereiche in der Beleuchtungstechnik 167 11.2 Tageslichtabhängige Beleuchtung 169 11.2.1 Kontrolle der künstlichen Beleuchtung 172 11.2.2 Kontrolle der Tageslichtbeleuchtung und von Tageslichtsystemen 175 11.3 Energiebedarf von Gebäuden 178 11.4 Kunstlichtbeleuchtungsanlagen 181 11.4.1 Lichtquellen 182 11.4.2 Leuchten 184 11.4.3 Materialien 187 11.5 Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Energiebedarfes für Beleuchtung 187 11.5.1 Grundüberlegungen 187 11.5.2 Mögliche Verfahren zur Ermittlung der spezifischen Bewertungsleistung 190 11.5.3 Ermittlung des tageslichtversorgten Bereiches 191 11.5.4 Ermittlung der effektiven Betriebszeiten 191 11.5.5 Gesamtbetriebszeit 192 11.5.6 Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Anwesenheit 195 11.5.7 Zusammenfassung des neuen Verfahrens 195 11.6 Anwendung des Verfahrens im internationalen Vergleich 197 11.7 Beispiele für innovative, energieoptimierte Tageslichtnutzungskonzepte 198 11.7.1 Wartungsarmes Hybridbeleuchtungssystem 198 11.7.2 Autoadaptive Systeme 199 11.7.3 Das Adaptive Butterfly Array für ein hybrids Hohllichtleitersystem 204 11.8 Umwelttechnische Aspekte der Tageslichttechnik 205 Literatur 207 12 Fotoinduzierte Effekte durch Solarstrahlung 211 12.1 Allgemeine Grundlagen 211 12.2 Beispiele für physikalischeWirkungen 214 12.3 Beispiele für chemischeWirkungen 215 12.4 Beispiele für biologischeWirkungen 219 Literatur 221 13 Gesundheitliche Aspekte 223 13.1 Zur Geschichte des Sonnenkultes und der Heliotherapie 223 13.2 Medizinisch-technische Bewertungsgrößen 226 13.3 Wirkungen auf und über die Haut 228 13.4 Wirkungen auf das Auge 233 13.5 SystemischeWirkungen 238 13.6 Wärme- und Strahlungsbelastung 239 13.7 Heliotherapie 240 13.8 Sicherheitsaspekte und Schutzmaßnahmen 243 13.9 Referenzsonnenspektren 244 Literatur 246 14 Ausblick 249 Stichwortverzeichnis 253

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Book SynopsisThe subject of earth pressure is one of the oldest and most extensive chapters in soil mechanics and foundation engineering and is one of the pillars of structural engineering. First the development of earth pressure theory is comprehensively described. The descriptions range from the first approaches to the determination of earth pressure through continuum mechanical earth pressure models to the integration of earth pressure research into the disciplinary structure of geotechnics. The main part of the book comprises a selection of current calculation basics. The aim is to provide a collection of working instructions for foundation and structural engineers in construction companies, consultants and in building supervision as well as students. In order to further theoretical understanding, the essential basics of the determination of earth pressure are first presented. Then the most important processes for active and passive earth pressure and at-rest earth pressure for practical application are dealt with, with spatial effects also being taken into account. The book sets out to provide brief information about rarely encountered questions with references to further literature. In recent years, the dependency of earth pressure on displacement has been paid ever more attention. This applies not just to the passive but also to the active case. Questions are repeatedly passed to the DIN committee "calculation processes". A selection of these is dealt with in the commentary to DIN 4085, which came out in September 2018. The history of earth pressure theory is supplemented by 40 selected short biographies of scientists and practical engineers, who have taken up the subject and further developed it over the years. The book also has two appendices with terms, formula symbols and indices as well as earth pressure tables.Table of Contents1 Introduction 1 References 2 2 The history of earth pressure theory 3 2.1 Retaining walls for fortifications 5 2.2 Earth pressure theory as an object of military engineering 9 2.2.1 In the beginning there was the inclined plane 10 2.2.2 From inclined plane to wedge theory 20 2.2.3 Charles Augustin Coulomb 23 2.2.4 A magazine for engineering officers 34 2.3 Modifications to Coulomb earth pressure theory 36 2.3.1 The trigonometrisation of earth pressure theory 36 2.3.2 The geometric way 44 2.4 The contribution of continuum mechanics 54 2.4.1 The hydrostatic earth pressure model 56 2.4.2 The new earth pressure theory 58 2.5 Earth pressure theory from 1875 to 1900 67 2.5.1 Coulomb or Rankine? 68 2.5.2 Earth pressure theory in the form of masonry arch theory 69 2.5.3 Earth pressure theory à la française 71 2.5.4 Kötter’s mathematical earth pressure theory 75 2.6 Experimental earth pressure research 78 2.6.1 The precursors of experimental earth pressure research 78 2.6.2 Earth pressure tests at the testing institute for the statics of structures at Berlin Technical University 81 2.6.3 The merry-go-round of discussions of errors 85 2.6.4 The emergence of soil mechanics 87 2.7 Earth pressure theory in the discipline-formation period of geotechnical engineering 93 2.7.1 Terzaghi 96 2.7.2 Rendulic 99 2.7.3 Ohde 100 2.7.4 Errors and confusion 101 2.7.5 A hasty reaction in print 103 2.7.6 Foundations + soil mechanics = geotechnical engineering 103 2.8 Earth pressure theory in the consolidation period of geotechnical engineering 109 2.8.1 New subdisciplines in geotechnical engineering 110 2.8.2 Determining earth pressure in practical theory of structures 111 2.9 Earth pressure theory in the integration period of geotechnical engineering 116 2.9.1 Computer-assisted earth pressure calculations 118 2.9.2 Geotechnical continuum models 119 2.9.3 The art of estimating 124 2.9.4 The history of geotechnical engineering as an object of construction history 125 References 128 3 Methods for the determination of earth pressure 145 3.1 Overview and bound methods 145 3.1.1 Overview of the methods 145 3.1.2 Upper and lower bounds 146 3.2 Kinematic mechanism methods for active earth pressure 147 3.3 Kinematic mechanism methods for passive earth pressure 150 3.4 Static stress field methods 154 3.4.1 Fundamentals 154 3.4.2 Rankine’s solution 155 3.4.3 Theory of Boussinesq/Résal/Caquot 156 3.4.4 Solution by Pregl/Sokolowski 157 3.4.5 Analysis of Goldscheider 157 3.4.6 Approach of Patki/Mandal/Dewaikar 158 3.5 Tests and measurements 159 3.5.1 Fundamentals and scaling laws 159 3.5.2 Evaluation of test results and application of scaling laws 163 3.5.3 Example: active earth pressure under plane strain conditions from soil self-weight 164 3.5.4 Example: passive earth pressure under plane strain conditions from soil self-weight 165 3.5.5 Example: spatial earth resistance in front of soldier piles 169 3.5.6 Example: spatial earth resistance in front of square anchor slabs 169 3.5.7 Further examples 170 3.6 Finite Element Method 172 3.6.1 General 172 3.6.2 Examples 174 References 189 4 Active earth pressure under plane strain conditions 195 4.1 Fundamental considerations 195 4.2 Soil self-weight, infinite uniformly distributed surcharges and cohesion 197 4.2.1 Vertical wall, level ground, horizontal earth pressure 198 4.2.2 Vertical wall, level ground, inclined earth pressure 198 4.2.3 General case 199 4.3 Cohesion, calculated tension and minimum earth pressure 199 4.3.1 Determination of the classic earth pressure 200 4.3.2 Minimum earth pressure in comparison with the resultant of earth pressure 201 4.3.3 Minimum earth pressure in comparison with the earth pressure ordinate 201 4.3.4 Minimum earth pressure and surcharges 202 4.4 Vertical line loads and strip loads 203 4.4.1 Introduction 203 4.4.2 Standard slip surface from soil self-weight 204 4.4.3 Analysis of any slip surface angle 206 4.5 Horizontal line and strip loads 208 4.6 Layered soil 209 4.7 Discontinuous ground level 210 4.8 Discontinuous wall surfaces 212 4.9 Distribution of active earth pressure 212 References 213 5 At-rest earth pressure 215 5.1 Soil self-weight and infinite uniformly distributed surcharges 215 5.1.1 Horizontal ground 215 5.1.2 Inclined ground 217 5.2 Concentrated loads, line loads and strip loads 219 References 223 6 Passive earth pressure under plane strain conditions 225 6.1 Fundamental considerations 225 6.2 Soil self-weight, infinite uniformly distributed surcharges and cohesion with parallel movement 227 6.2.1 Straight slip surfaces 227 6.2.2 Pregl/Sokolowski 229 6.2.3 Comparison 230 6.3 Rotation about the top or the toe 231 6.4 Distribution of passive earth pressure 232 References 233 7 Spatial active earth pressure 235 7.1 Fundamental considerations 235 7.2 Cylindrical surfaces 237 7.3 Retaining wall across the slope 239 References 242 8 Spatial passive earth pressure 245 8.1 Overview 245 8.2 Passive earth pressure in front of soldier piles according to Weißenbach 245 8.3 Procedure according to DIN 4085 for limited wall sections 248 References 249 9 Influence of groundwater on earth pressure 251 9.1 Groundwater at rest 251 9.2 Flowing groundwater 251 9.3 Water pressure in tension crack 253 References 254 10 Compaction effects on earth pressure 255 References 257 11 L- and T-cantilever retaining walls 259 References 261 12 Silo pressure 263 References 264 13 Dynamic loading 265 References 266 14 Particular cases 267 14.1 Repeated quasi-static loading 267 14.2 Pipelines 269 14.3 Lateral pressure on piles 269 14.4 Creep pressure 270 14.5 Swelling pressure 270 14.6 Heavily fissured rock 270 14.7 Active earth pressure within dams 272 References 272 15 Mobilisation of earth pressure 275 15.1 Overview 275 15.2 Limit values of displacement on reaching the active earth pressure 275 15.3 Limit values of displacement on reaching the passive earth pressure 276 15.4 Mobilisation functions 276 15.4.1 Mobilised active earth pressure 276 15.4.2 Mobilised passive earth pressure 279 15.4.3 Spatial mobilised passive earth pressure 282 References 283 16 Application rules 285 16.1 Earth pressure inclination and angle of wall friction 285 16.2 Magnitude of earth pressure depending on the wall displacement 287 16.3 Earth pressure redistribution 289 16.4 Earth pressure as a favourable action 291 References 292 17 Commentary on DIN 4085:2017-08 293 17.1 Overview 293 17.2 Active earth pressure 293 17.3 Passive earth pressure 295 17.4 Earth pressure due to compaction 295 17.5 Spatial earth pressure 296 17.6 Advices on supplement DIN 4085:2018-12 296 References 297 18 Forty selected brief biographies 299 References 355 Appendix A Terms, symbols, indices 383 A1: Terms 383 A2: Symbols 384 A3: Indices 385 Appendix B Earth pressure tables 387 References 387

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Book Synopsis"Vorspannen bedeutet Zusammendrücken. Druck entsteht nur dort, wo Verkürzung möglich ist. Sorge dafür, daß sich dein Bauwerk in der Spannrichtung verkürzen kann"; dies ist das erste der zehn Gebote für den Spannbeton-Ingenieur, die Fritz Leonhardt seinem 1955 erstmals veröffentlichten Buch "Spannbeton für die Praxis" voranstellte. Mit diesem Grundlagenwerk, das in zahlreiche Sprachen übersetzt wurde, prägte Leonhardt die moderne Bauingenieurkunst nachhaltig. Der unveränderte Nachdruck dieses Werkes soll dem Leser Nutzen in der Praxis des Spannbetonbaus stiften und ist zugleich eine Hommage des Verlages an Fritz Leonhardt. Das Buch erscheint in der Reihe "Ernst & Sohn ZEITLOS" als unveränderter Nachdruck.Table of Contents1 Grundbegriffe des Spannbetonbaus 2 Baustoffe 3 Verankerungen und Stöße der Spannstähle 4 Spanngeräte und das Vorspannen 5 Vorspanngrade 6 Die Bedeutung des Verbundes 7 Längsbeweglichkeit und Gleitwiderstände von Spanngliedern, Spannkraftverlust durch Reibung, Spannweg 8 Die Herstellung des nachträglichen Verbundes und des Korrosionsschutzes beim Vorspannen nach dem Erhärten des Betons 9 Einleitung der Spannkräfte 10 Grundsätze für die bauliche Durchführung 11 Die Berechnung vorgespannter Tragwerke 12 Die rechnerische Behandlung der Einflüsse des Schwindens und Kriechens des Betons 13 Der Bruchsicherheitsnachweis 14 Sicherheit gegen Ermüdung bei schwingender Beanspruchung 15 Stabilitätsprobleme vorgespannter Bauteile 16 Sondergebiete der Vorspannung 17 Feuerbeständigkeit des Spannbetons 18 Bemerkenswerte Bruchversuche 19 Hinweise für die Bauausführung, Lehrgerüste und dergleichen 20 Geschichtliches

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Book SynopsisBei der statischen Berechnung von Erdbauten stehen die Probleme der Standsicherheit im Vordergrund. In diesem Buch werden die Nachweise für Böschungen, Dämme sowie Stützmauern behandelt und in übersichtlichen Tafeln dargestellt. Ausgewählte Zahlenbeispiele verdeutlichen die Zusammenhänge zwischen den Sicherheitsbedingungen. Die Erdbaumechanik, die den Hauptteilen "Erdbausysteme" und "Berechnungsverfahren" zugrunde liegt, ist eine beständige Grundlage der Statik im Erdbau. Damit ist dieser unveränderte Nachdruck des zuletzt 1999 erschienen Standardwerkes auch heute noch ein wertvolles Nachschlagewerk für die Planungspraxis. Das Buch erscheint in der Reihe "Ernst & Sohn ZEITLOS" als unveränderter Nachdruck.Table of ContentsERDBAUSYSTEME Böschungen und Dämme Stützmauern Untergrund Schüttung BERECHNUNGSVERFAHREN Sohldruck Setzung Erddruck Grundbruch Geländebruch Strömungsdruck BEISPIELE Hangeinschnittböschung Eisenbahndamm Hochwasserrückhaltedamm Schwergewichtsmauer Winkelstützmauer Schwimmkastenmauer Beispielumrechnungen ANHANG Sicherheitstheorie Zusammenstellungen Entwicklungen

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Book SynopsisDieses einzigartige Buch vermittelt umfangreiche Kenntnisse für Planung und Bauausführung von Silos und Siloanlagen. Dabei wird neben den bautechnischen Aspekten auch auf den Betrieb und die Funktion eines Silos als Teil einer komplexen Anlage eingegangen. Nach einem Abriss der geschichtlichen Entwicklung des Silosbaus folgen Ausführungen über die Lasten und Fließeigenschaften von Schüttgütern sowie die Ausbildung von Siloausläufen. Anschließend werden die Abläufe von Staubexplosionen und -bränden erläutert. Der Hauptteil des Buches ist der Berechnung von Stahl­ und Spannbetonsilos, von Silos aus Stahl oder Aluminium, von GFK-Silos und speziellen Silos und Behältern in der Landwirtschaft gewidmet. Den Abschluss bildet ein Kapitel über klassische Siloschäden und deren Vermeidung. Das Buch erscheint in der Reihe "Ernst & Sohn ZEITLOS" als unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1988.Table of ContentsVerzeichnis der verfasser xi Zum Geleit xiii Vorwort xv 1 Entwicklung des Silobaus 1 2 Planung von Siloanlagen 19 3 FlieBegenschaften von Schüttgütern 39 4 Silolasten infolge Füllgut 59 5 Siloauslüufe 85 6 Staubexplosionen und –brände 111 7 Berechung von Siloanlagen 141 8 Silos in der Landwirtschaft 391 9 Bauausführung 439 10 Siloschäden 465 Anhang 483 Stichwortverzeichnis 563 Bildnachweise 569

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Book SynopsisIm vorliegenden Werk wird die Grundwasserabsenkung im Zusammenhang mit der Wiederversicherung ausführlich in Theorie und Praxis dargestellt. Die Berechnung von Grundwasserabsenkungen wird ebenso erläutert wie die deren Auswirkungen auf den Wasserhaushalt sowie bestehende Bebauung. Trogbaugruben mit oder ohne Wasserhaltung und deren Auswirkungen auf den Wasserhaushalt werden erörtert. Dieses Standardwerk, dessen erste Auflage im Jahr 1973 veröffentlicht wurde, bietet nach wie vor umfangreiches Grundlagenwissen mit hoher Relevanz für die Ingenieurpraxis. Das Buch erscheint in der Reihe "Ernst & Sohn ZEITLOS" als unveränderter Nachdruck der dritten Auflage von 1995.Table of ContentsEinführung Theorie der Grundwasserabsenkung und Wiederversickerung Besondere Einflüsse auf die Grundwasserabsenkung und die Wiederversickerung Probegrundwasserabsenkungen und Pumpversuch Praxis der Grundwasserabsenkung Auswirkungen der Grundwasserabsenkung Hinweise für die Ausschreibung der Grundwasserabsenkung und der Wiederversickerung Berechnungsbeispiele der Grundwasserabsenkung und einer Wiederversickerung

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Book SynopsisDie Empfehlungen dokumentieren den Stand der Technik in der Bemessung, Auswahl, Anwendung und Prüfung von Geokunststoffen im Tunnelbau und sind vom Arbeitskreis AK 5.1 "Kunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT) erstellt worden.Das Buch behandelt Dichtungssysteme mit Kunststoffdichtungsbahnen für Tunnel in geschlossener und offener Bauweise sowie für sonstige unterirdische Bauwerke und dient als Leitfaden für Bauherren, Planer und Ausführende. Entwicklungen in relevanten Regelwerken und Normen, Projekterfahrungen sowie Weiterentwicklungen und anwendungsbezogene Forschungserkenntnisse seit Erscheinen der ersten Auflage im Jahr 2005 wurden in diese 2. Auflage der "Empfehlungen zu Dichtungssystemen im Tunnelbau EAG-EDT" eingearbeitet. Fallbeispiele ergänzen die Ausführungen.Table of ContentsInhaltsverzeichnis Vorwort zur 2 Auflage V Vorwort zur 1 Auflage IX 1 Einführung 1 2 Grundlagen und Benennungen 5 2.1 Erfahrungen 5 2.2 Kostenübersicht 6 2.3 Verwendete Benennungen 7 3 Entwurfsgrundsätze 21 3.1 Allgemeines 21 3.2 Übersicht der Elemente und grundsätzlicher Aufbau der Dichtungssysteme mit Kunststoffdichtungsbahnen 23 3.2.1 Geschlossene Bauweise 23 3.2.2 Offene Bauweise 24 3.3 Ausbildung der Dichtungssysteme mit Kunststoffdichtungsbahnen in Abhängigkeit von den Bergwasserverhältnissen 26 3.3.1 Geschlossene Bauweise 26 3.3.1.1 Allgemeines und Übersicht 26 3.3.1.2 Abdichtung gegen Sickerwasser 26 3.3.1.3 Abdichtung gegen Druckwasser bis ca 30 m WS 26 3.3.1.4 Abdichtung gegen Druckwasser zwischen 30 m WS und 60 m WS 28 3.3.1.5 Abdichtung gegen Druckwasser ab ca 60 m WS 28 3.3.2 Offene Bauweise 29 3.3.2.1 Allgemeines und Übersicht 29 3.3.2.2 Abdichtung gegen Sickerwasser 31 3.3.2.3 Abdichtung gegen Druckwasser 31 3.4 Schutzschichten 31 3.4.1 Allgemeines 31 3.4.2 Geschlossene Bauweise 32 3.4.3 Offene Bauweise 32 3.5 Dränung 33 3.5.1 Allgemeines 33 3.5.2 Geschlossene Bauweise 34 3.5.2.1 Dränung im aufgehenden Gewölbe 34 3.5.2.2 Flächendränung in der Sohle 35 3.5.3 Offene Bauweise 35 3.6 Fugendichtungen, Abschottungen, Anschlüsse und Durchdringungen 35 3.6.1 Allgemeines 35 3.6.2 Fugendichtung und Abschottung im Blockfugenbereich bei geschlossener Bauweise 37 3.6.3 Anschlüsse von Kunststoffdichtungsbahnen an die Betonkonstruktion bei offener Bauweise und Sickerwasser 38 3.6.4 Übergang von KDB-Abdichtung auf wasserundurchlässige Betonkonstruktion mit Profilbändern bei geschlossener Bauweise 39 3.6.5 Übergänge von Querstollen mit KDB-Abdichtung an Tübbingtunnel 40 3.6.5.1 Allgemeines 40 3.6.5.2 Klemmanschluss 42 3.6.5.3 Klebeanschluss 44 3.6.5.4 Bewertung der Systeme und Sondervarianten 45 3.6.6 Durchdringungen 46 3.7 Befestigung der Abdichtung 46 3.8 Verpressvorgänge 48 3.8.1 Geschlossene Bauweise 48 3.8.2 Offene Bauweise 50 3.9 Einbauteile 50 3.10 Qualität 50 3.11 Spritz-, Sprüh- oder Flüssigabdichtungen 51 3.11.1 Generelle Einschätzung 51 3.11.2 Übliche Materialien, Anwendungsgebiete und Anforderungen 51 3.11.3 Hinweise zu möglichen Vor- und Nachteilen 52 4 Produkt- und Systemanforderungen 55 4.1 Allgemeines 55 4.2 Abdichtungsträger 56 4.2.1 Geschlossene Bauweise 56 4.2.2 Offene Bauweise 57 4.3 Kunststoffdichtungsbahnen 57 4.4 Profilbänder 67 4.5 Schutzschichten 73 4.5.1 Geschlossene Bauweise 73 4.5.1.1 Bergseitige Schutzschicht 73 4.5.1.2 Luftseitige Schutzschicht in der Sohle 77 4.5.2 Offene Bauweise 78 4.6 Dränschichten aus Geokunststoffen 81 4.6.1 Geschlossene Bauweise 81 4.6.2 Offene Bauweise 83 4.7 Befestigungssysteme 87 4.8 Verpressvorgänge 88 4.8.1 Übersicht der Verpressvorgänge und zugehörigen Verpresseinrichtungen und -stoffe 88 4.8.2 Verpresseinrichtungen 89 4.8.3 Verpressstoffe 90 4.9 Einbauteile und sonstige spezielle Anschlusselemente 91 4.10 Innenschale bei in geschlossener Bauweise erstellten Bauwerken 91 4.11 Dichtungssystem 91 4.11.1 Allgemeines 91 4.11.2 Geschlossene Bauweise 92 4.11.2.1 Anordnung von Dränelementen, Schutzschichten und zugehörigen Befestigungselementen 92 4.11.2.2 Anordnung von Kunststoffdichtungsbahnen, außenliegenden Fugenbändern und zugehörigen Befestigungselementen 93 4.11.2.3 Anordnung von Verpresssystemen 95 4.11.3 Offene Bauweise 99 4.11.3.1 Anordnung von Schutz- und Dränschichten 99 4.11.3.2 Anordnung von Kunststoffdichtungsbahnen 99 4.11.4 Anforderungen an Art und Geometrie von Fügenähten 100 4.12 Zusätzliche Angaben zu Laborprüfungen an Geokunststoffen 100 4.12.1 Proben für Grund- oder Eignungsprüfungen, Übereinstimmungsprüfungen und Baustoffeingangsprüfungen 100 4.12.2 Kunststoffdichtungsbahnen, Kunststoffschutzbahnen und Profilbänder 101 4.12.2.1 Dicke 101 4.12.2.2 DSC-Analyse 101 4.12.2.3 Schmelze-Massefließrate (MFR) 102 4.12.2.4 IR-Spektroskopie 102 4.12.2.5 Gaschromatografie 102 4.12.2.6 Verhalten im Zugversuch nach DIN EN ISO 527‑1 und ‑3 an Kunststoffdichtungs- und Kunststoffschutzbahnen sowie Profilbändern 103 4.12.2.7 Wölbbogendehnung im mehrachsigen Zugversuch 103 4.12.2.8 Oxidationsbeständigkeit 103 4.12.2.9 Umweltunbedenklichkeit 103 4.12.3 Schutzschichten und Dränschichten 104 4.12.3.1 DSC-Analyse 104 4.12.3.2 Anteil in konzentrierter Schwefelsäure löslicher Bestandteile 104 4.12.3.3 Verhalten im Zugversuch 104 4.12.3.4 Kriechverhalten unter Druckbeanspruchung 104 4.12.3.5 Wasserdurchlässigkeit senkrecht zur Ebene ohne Auflast 105 4.12.3.6 Wasserableitvermögen 105 4.12.3.7 Witterungsbeständigkeit 105 4.12.3.8 Umweltunbedenklichkeit 105 4.12.3.9 Systemprüfungen an Kunststoffdichtungsbahn und Schutzschicht 105 4.13 Prüfungen während der Bauausführung 109 4.13.1 Entnahme von Rückstellproben 109 4.13.2 Dichtigkeitsprüfung der Fügenähte 110 4.13.3 Verhalten der Fügenaht beim Schälversuch 110 4.13.4 Dichtigkeitsprüfung der Kammerelemente von doppellagigen KDB‑Abdichtungen 110 4.14 Untersuchungen nach der Fertigstellung 111 5 Einbau 113 5.1 Allgemeines 113 5.2 Ausstattung und Arbeitssicherheit 113 5.2.1 Baustelleneinrichtung 113 5.2.2 Stromversorgung 114 5.2.3 Ausstattung des Abdichtungsunternehmers 114 5.2.3.1 Verlegegerüste 114 5.2.3.2 Geräte 114 5.2.3.3 Personal 114 5.2.4 Arbeits- und Brandschutzmaßnahmen während der Abdichtungsarbeiten 115 5.3 Geschlossene Bauweise 115 5.3.1 Allgemeines 115 5.3.2 Abdichtungsträger 116 5.3.3 Dränelemente und bergseitige Schutzschicht 116 5.3.4 Kunststoffdichtungsbahnen 116 5.3.4.1 Allgemeines 116 5.3.4.2 Einlagige KDB-Abdichtung 117 5.3.4.3 Doppellagige KDB-Abdichtung 118 5.3.5 Außenliegende Fugenbänder im Bereich der Blockfugen 119 5.3.6 Anschlüsse der KDB-Abdichtung an alternative Dichtungssysteme, Bauteile und Durchdringungen 120 5.3.7 Herstellung und Prüfung von Fügenähten 122 5.3.8 Sohlschutzschicht 124 5.3.9 Verpresseinrichtungen 124 5.3.10 Maßnahmen zur funktionsgerechten Herstellung der Innenschale 125 5.3.10.1 Allgemeines 125 5.3.10.2 Anforderungen an die Bewehrungs- und Schalungsarbeiten 126 5.3.10.3 Anforderungen an die Betonrezeptur und das Betonieren 127 5.3.10.4 Prüfung der bergseitigen Oberfläche der Innenschale 128 5.3.10.5 Firstspaltverpressung und bedarfsweise Verfüllung von Bereichen mit großen Minderdicken 128 5.3.11 Bedarfsweise Verpressungen bei Undichtigkeiten 129 5.3.11.1 Allgemeines 129 5.3.11.2 Verpressen von Sperrankerbereichen bei Profilbändern, von Arbeitsfugen und von Klebeanschlüssen an WUB-Konstruktionen 130 5.3.11.3 Verpressen von Schottfeldern bei einlagiger KDB-Abdichtung 130 5.3.11.4 Verpressen von Kammerelementen bei doppellagiger KDB‑Abdichtung 130 5.4 Offene Bauweise 130 6 Qualitätssicherung (QS) 133 6.1 Allgemeines 133 6.2 Systematik der Qualitätssicherungsmaßnahmen 133 6.3 Produktnachweise 134 6.3.1 Allgemeines 134 6.3.2 Europäisch nicht geregelte Produkte 136 6.3.2.1 Grundprüfung/Eignungsprüfung 136 6.3.2.2 Übereinstimmungsnachweis 136 6.3.3 Europäisch geregelte Produkte 136 6.3.3.1 CE-Kennzeichnung und -Etikettierung 136 6.3.3.2 Grundprüfung sowie Übereinstimmungsnachweise mit WPK und FÜ-P 137 6.3.3.3 Baustoffeingangsprüfung 137 6.3.3.4 Kontrollprüfungen durch den Bauherrn 138 6.4 Projektspezifische Qualitätssicherungsmaßnahmen des Auftragnehmers 139 6.4.1 Allgemeines 139 6.4.2 Ausführungsplanung 139 6.4.3 QS-Plan 139 6.4.4 Produktnachweise 139 6.4.5 Eigenüberwachung der Bauausführung (EÜ-B) 139 6.4.5.1 Allgemeines 139 6.4.5.2 Aufgaben der EÜ-B 140 6.5 Projektspezifische Qualitätssicherungsmaßnahmen des Bauherrn/Überwachers 141 6.5.1 Ausschreibungen 141 6.5.2 Überwachung der Bauausführung ÜB-KDB-T (Leitfaden) 141 6.5.2.1 Allgemeines 141 6.5.2.2 Aufgaben der Überwachung der Bauausführung 143 6.5.2.3 Anforderungen an Stellen zur Durchführung der ÜB-KDB-T 145 6.5.2.4 Ausschreibung, Angebotserstellung und Beauftragungder ÜB‑KDB-T 146 6.5.2.5 Mindestumfang der akkreditierten Inspektionstätigkeiten und Prüfungen 147 6.5.3 Zusammenfassende Abschlussdokumentation und Archivierung von Rückstellproben 149 6.6 Art und Häufigkeit der Produktprüfungen im Rahmen der Qualitätssicherungsmaßnahmen 150 6.6.1 Kunststoffdichtungsbahnen 150 6.6.2 Profilbänder 153 6.6.3 Schutzschichten 154 6.6.3.1 Geschlossene Bauweise 154 6.6.3.2 Offene Bauweise 157 6.6.4 Dränschichten 158 6.6.4.1 Geschlossene Bauweise 158 6.6.4.2 Offene Bauweise 158 6.7 Überwachung der Systemanforderungen 160 7 Zusammenfassung und Ausblick 161 8 Schrifttum 165 8.1 Gesetze, Verordnungen, Richtlinien von Behörden und öffentlichen Auftraggebern 165 8.2 Normen, sonstige Richtlinien, Empfehlungen und Merkblätter 167 8.3 Forschungsberichte 176 8.4 Fachbeiträge 177 9 Fallbeispiele 183 9.1 Abdichtung und Entwässerung des Tunnels Euerwang der Deutschen Bahn AG (NBS Nürnberg – Ingolstadt) 183 9.1.1 Problemstellung und Lösung 183 9.1.2 Verwendete Abdichtungselemente 184 9.1.2.1 Druckwasserdichter Tunnelbereich 184 9.1.2.2 Dränierter und entwässerter Tunnelbereich 184 9.1.3 Einbau 185 9.1.4 Bauzeit und Kosten 186 9.1.5 Erfahrungen 187 9.1.6 Schrifttum 188 9.2 Umlaufende einlagige KDB-Abdichtung im Straßentunnel Leutenbach 189 9.2.1 Problemstellung und Lösung 189 9.2.2 Verwendete Abdichtungselemente 190 9.2.3 Einbau 191 9.2.4 Bauzeit und Kosten 192 9.2.5 Erfahrungen 192 9.2.6 Schrifttum 193 9.3 Druckwasserhaltende KDB-Abdichtung im Tunnel Silberberg der Deutschen Bahn AG (NBS Ebensfeld – Erfurt) 193 9.3.1 Problemstellung und Lösung 193 9.3.2 Verwendete Abdichtungselemente 195 9.3.3 Einbau 196 9.3.4 Bauzeit und Kosten 198 9.3.5 Erfahrungen 198 9.3.6 Schrifttum 199 9.4 Eisenbahntunnel Reitersberg mit druckwasserhaltender KDB‑Abdichtung und mit einer Sohlbrückenkonstruktion für zeitgleichen Vortrieb und Innenschalenausbau 200 9.4.1 Problemstellung und Lösung 200 9.4.2 Verwendete Abdichtungselemente 201 9.4.3 Einbau 201 9.4.3.1 Allgemeiner Ablauf 201 9.4.3.2 Idee der Sohlbrückenkonstruktion zur Bauzeitverkürzung 201 9.4.4 Bauzeit und Kosten 205 9.4.5 Erfahrungen 205 9.4.6 Schrifttum 205 9.5 Anschluss der KDB-Abdichtung von Querschlägen an Tübbings mit Klebeanschluss im Finnetunnel 206 9.5.1 Problemstellung und Lösung 206 9.5.2 Verwendete Abdichtungselemente 207 9.5.3 Einbau 207 9.5.4 Bauzeit und Kosten 210 9.5.5 Erfahrungen 210 9.5.6 Schrifttum 211 Stichwortverzeichnis 213

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Book SynopsisDas Taschenbuch für den Tunnelbau ist seit vielen Jahren ein praxisorientierter Ratgeber für Auftraggeber, Planer und Bauausführende. Es greift aktuelle Entwicklungen und Problemstellungen auf, präsentiert innovative Lösungen und dokumentiert dabei den jeweils erreichten Stand der Technik. Die Beiträge in der Ausgabe 2020 behandeln die Themenbereiche Geotechnische Untersuchungen, Konventioneller bergmännischer Tunnelbau, Digitalisierung im Tunnelbau, Maschinen und Geräte, Forschung und Entwicklung, Vertragswesen und betriebswirtschaftliche Aspekte sowie Praxisbeispiele.Table of ContentsVorwort Autorenverzeichnis Geotechnische Untersuchungen I. Tunnelausbruch mit veränderlichen Abfalleigenschaften – Umgang mit pyrithaltigen Erdmassen im Projekt Stuttgart–Ulm 1Jörg-Rainer Müller, Thomas Mußotter, Katrin Schumacher 1 Die TVM-Tunnel der Neubaustrecke Wendlingen–Ulm 2 2 Herausforderung der Verwertung bzw. Beseitigung chemisch veränderlicher Tunnelausbruchmassen 4 3 Sulfatentstehung und Freisetzung durch Pyritoxidation 6 4 Verwertungsmöglichkeiten des veränderlichen Tunnelausbruchmaterials 8 5 Der Pyriterlass 8 6 Verwertung in Verwertungsstellen nach Pyriterlass 17 7 Verwertung direkt im Projektgebiet nach Pyriterlass 19 8 Verwertung in der keramischen Industrie 21 9 Vor dem Pyriterlass verwertetes pyrithaltiges Tunnelausbruchmaterial 22 10 Zusammenfassung 22 Konventioneller bergmännischer Tunnelbau I. Injektionen zur Abdichtung von klüftigem Fels in der Umgebung der Tunnelröhren für das Bahnprojekt Stuttgart – Ulm 25Martin Wittke, Walter Wittke, Dieter Schmitt, Günter Osthoff 1 Aufgabenstellung 26 2 Unausgelaugter Gipskeuper 28 3 Planerische Vorgaben für die Injektionen im Anhydrit 36 4 Wahl des Injektionsmittels 40 5 Bauausführung und -überwachung 43 6 Ergebnisse der Injektionen 46 7 Zusammenfassung 51 Digitalisierung im Tunnelbau I. BIM im Untertagebau – Gedanken zur DAUB-Empfehlung 57Stefan Franz, Heinz Ehrbar, Thorsten Weiner, Markus Scheffer 1 Einleitung 57 2 Struktur der DAUB-Empfehlung 58 3 Anwendungsfälle im Detail 74 4 Fazit 76 Maschinen und Geräte I. Schnecken- und Bandförderung beim maschinellen Tunnelvortrieb 77 Gerhard Wehrmeyer, Daniela Garroux G. de Oliveira 1 Einleitung 78 2 Allgemeine Entwurfskriterien 80 3 Hauptkomponenten von Förderschnecke und -band 89 4 Aushubkontrolle 99 5 Zusammenfassung 102 Forschung und Entwicklung I. Petersberg Tunnel: Tunnel-im-Tunnel-Methode – Pilotprojekt erstmalig mit Oberleitung 105Dietmar Mähner, Bodo Tauch, Christine Schardt 1 Einsatz der Tunnel-im-Tunnel-Methode bei der Deutschen Bahn 106 2 Projektvorstellung Petersberg Tunnel 106 3 Bauphasen 109 4 Konzeption Tunnelaufweitungssystem (TAS) 114 5 Konzeption Schutzeinhausung 117 6 Vortriebsklassen 119 7 Tunnelinnenschale 121 II. Qualitätssicherung für den Einsatz von PP-Faserbeton zur Verbesserung des Brand- und Abplatzverhaltens von Straßentunnelschalen 124Marko Orgass, Frank Dehn, Mike Rammelt, Wolf-Dieter Friebel 1 Einleitung 125 2 Herstellung von PP-Faserbeton 126 3 Dauerhaftigkeitsaspekte von PP-Faserbeton 134 4 Alterungsverhalten von PP-Fasern im alkalischen Milieu des Betons 145 5 Zusammenfassung 151 III. Zeitabhängiges Materialverhalten von Spritzbeton – Neues empirisches Modell für die Festigkeitsentwicklung und experimentelle Grundlagenuntersuchungen 155Anna-Lena Hammer, Markus Thewes, Robert Galler 1 Einleitung 156 2 Ansätze zur Beschreibung des zeitabhängigen Spritzbetonmaterialverhaltens 158 3 Entwicklung eines neuen empirischen Modells für die zeitabhängige Festigkeitsentwicklung von Spritzbeton 163 4 Experimentelle Untersuchungen zum zeitabhängigen Materialverhalten von Spritzbeton 168 5 Zusammenfassung und Ausblick 179 Vertragswesen und betriebswirtschaftliche Aspekte I. Entwicklung eines Kostenmodells zur exakteren Abschätzung der Herstellkosten von Tunnelbauwerken – Teil 2 183Markus Thewes, Peter Hoffmann, Götz Vollmann, Wolf-Dieter Friebel, Ingo Kaundinya, Anne Lehan, Andreas Wuttig, Werner Riepe 1 Einleitung 184 2 Entwicklung von Kostenstrukturen 185 3 Auswertung und Analyse der Praxisdaten 192 4 Weitere Hilfsmittel zur Kostenprognose einschließlich Validierung der betriebstechnischen Ausstattung 195 5 Zusammenfassung 201 Praxisbeispiele I. Tunnelbau im Schwarzjura – Besondere Herausforderungen beim Vortrieb des Albvorlandtunnels 203Jens Hallfeldt, Michael Frahm, Dieter Kirschke, Andreas Groten 1 Einführung 203 2 Geologische Formation Schwarzjura 206 3 Vortriebe in Spritzbetonbauweise 208 4 Vortriebe in maschineller Bauweise 216 5 Verwertung und Entsorgung des Tunnelausbruchmaterials 231 II. Tunnel Feuerbach – Bergmännische Teilunterfahrung eines zweigeschossigen Überwerfungsbauwerks bei laufendem Bahnbetrieb 235Dagmar Rombach, Reinhard Huber, Matthias Florax, Michael Eckl, Niklas Hirche 1 Einleitung 236 2 Geologie 239 3 Statische Untersuchung für Bestand und Vortrieb 241 4 Vortriebsablauf und Bestandssicherung 243 5 Monitoring 253 6 Fazit 264 Tunnelbaubedarf 267 Inserentenverzeichnis 281

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Book SynopsisLärmschutz, Schallschutz und Raumakustik sind wichtige Qualitätskriterien bei der Bewertung von Gebäuden bzw. Räumen in allen Kategorien. Daher geben in dieser Ausgabe des Bauphysik-Kalenders die anerkannten Fachleute aus Normungsgremien und Ingenieurpraxis Hintergrundinformationen und Erläuterungen zu DIN 4109, zu VDI 4100, zu DIN 18041 sowie zum DEGA-Schallschutzausweis. Nach 29 Jahren fand 2018 eine Novellierung von DIN 4109 statt. Die strukturellen Veränderungen und die einzelnen Teile von DIN 4109 werden vorgestellt und teilweise mit der Norm aus dem Jahre 1989 verglichen. Das überarbeitete Berechnungsverfahren und insbesondere die erstmalig normativ geregelten erhöhten Anforderungen an den Schallschutz im neuen Entwurf E DIN 4109-5:2019-05 werden aus erster Hand kommentiert und erläutert. Um die akustischen Möglichkeiten und den damit verbundenen baukonstruktiven Aufwand bereits im Vorfeld eines Projektes einschätzen zu können, werden - getrennt für Massiv- und Leichtbau - typische Wand-, Decken- und Dachkonstruktionen, die in DIN 4109 geregelt sind, hinsichtlich ihrer schallschutztechnischen Leistungsfähigkeit untersucht und die Ergebnisse strukturiert aufbereitet und dargestellt. Dies ermöglicht den Vergleich unterschiedlicher Baukonstruktionen und die Auswahl entsprechend den Randbedingungen. Ein weiteres maßgebliches Regelwerk wurde mit Überarbeitung der Norm DIN 18041 "Hörsamkeit in Räumen - Anforderungen, Empfehlungen und Hinweise für die Planung" von 2016 neu gefasst. Mehrere Beiträge befassen sich mit Schall lenkenden und absorbierenden Maßnahmen und geben Beispiele für die Dimensionierung und die räumliche Verteilung schallabsorbierender und reflektierender Flächen in Räumen. Neben den Erläuterungen zu technischen Regelwerken wird eine Vielzahl von Themen aus der Praxis, wie z. B. Schallschutz im Holzbau, bei zweischaligen Haustrennwänden von Doppel- und Reihenhäusern, Trittschalldämmung, Schalldämmung bei Fenstern, Türen und Vorhangfassaden und Schallmessung am Bau, behandelt und anhand von Beispielen erläutert. Auf aktuellem Stand sind wiederum die Materialtechnischen und Brandschutztabellen. Der Bauphysik-Kalender 2020 ist ein einzigartiges und aktuelles Kompendium für die Raumakustik, die Bauakustik und den Schallschutz.Table of ContentsA Allgemeines und Normung A1 Lärmschutz im Städtebau 3Michael Jäcker-Cüppers, Christian Beckert A2 VDI 4100:2012-10 – Wegweiser für den erhöhten Schallschutz? 19Martin Schäfers A3 Neue DIN 4109 „Schallschutz im Hochbau“ 41Oliver Kornadt, Maximilian Redeker A4 Schallschutz im Wohnungsbau – DEGA-Schallschutzausweis 71Christian Burkhart A5 Anforderungen im baulichen Schallschutz 107Tanja Skottke, Wolfgang M. Willems A6 Die Neufassung der DIN 18041 im Hinblick auf Sprachverstehen und Schallbelastung in Kommunikationsräumen 149Helmut V. Fuchs A7 Schallschutz gegen Außenlärm 165Annika Moll, Andreas Meier B Bauphysikalische Planungs- und Nachweisverfahren B1 Schallschutz im Holzbau 185Joachim Hessinger, Andreas Rabold, Bernd Saß, Markus Schramm B2 Trittschallschutz 269Jürgen Maack, Thomas Möck, Jochen Scheck B3 Nachweis des Luft- und Trittschallschutzes sowie des Schutzes gegen Außenlärm von Massivbauten nach DIN 4109:2018 und VDI 4100:2012 347Helmut Marquardt B4 Schallmessungen am Bau 391Alfred Schmitz B5 Umsetzung eines Ringversuchs am akustischen Wandprüfstand 439Michael Flieger, Markus Hofmann, Oliver Kornadt B6 Akustische Messräume für einen erweiterten Frequenzbereich 461Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha B7 Raumakustik und Beschallungstechnik 499Michael Vorländer, Ingo Witew B8 Schall absorbierende Bauteile – Eine aktuelle Übersicht 539Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha C Konstruktive Ausbildung von Bauteilen und Bauwerken C1 Schalldämmung von Fenstern, Türen und Vorhangfassaden 595Joachim Hessinger, Bernd Saß C2 Leistungsfähigkeit von Baukonstruktionen 645Tanja Skottke, Wolfgang M. Willems C3 Schallschutz bei zweischaligen Haustrennwänden von Doppel- und Reihenhäusern 693Klaus Focke C4 Schall lenkende und dämpfende Maßnahmen in kleineren Räumlichkeiten 727Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha C5 Schall lenkende und absorbierende Maßnahmen in größeren Räumlichkeiten 757Helmut V. Fuchs C6 Bauen im Bestand – Möglichkeiten und Grenzen 783Christian Burkhart D Materialtechnische Tabellen D1 Materialtechnische Tabellen für den Brandschutz 797Nina Schjerve, Ulrich Schneider († 2011) D2 Materialtechnische Tabellen 835Rainer Hohmann Stichwortverzeichnis 891

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Book SynopsisIn seinem 46. Jahrgang begleitet der Mauerwerk-Kalender die erfolgreiche Bauart als verlässliches Nachschlagewerk mit den Eigenschaftswerten von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen, mit der aktuellen Übersicht über die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. allgemeinen Bauartgenehmigungen dieses Fachgebietes und mit der Zusammenstellung der geltenden technischen Regeln für den Mauerwerksbau. In diesem Zusammenhang wird in einem gesonderten Kapitel auf die Besonderheiten bei bauhabenbezogenen Bauartgenehmigungen (Zustimmungen im Einzelfall) eingegangen. Zwei weitere Beiträge widmen sich der Bemessung von Mauerwerkskonstruktionen. Hierin werden Tragfähigkeitstafeln zur vereinfachten Bemessung unbewehrten Mauerwerks und der Beitrag zur Erdbebenbemessung von Mauerwerksbauten aus dem Jahre 2010 wurde vollständig überarbeitet und aktualisiert. In einem Praxisbeitrag werden die Aspekte bei Planung und Ausführung von umfangsreichen Eingriffen in die Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben in einer denkmalgeschützten Festungsanlage vorgestellt. Für die richtige Bemessung von Befestigungen wird das notwendige Hintergrundwissen über die Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoff- und Injektionsdübeln durch Versuche am Bauwerk dargestellt sowie auf die DIBt Richtlinien zur praxisbezogenen Anwendung eingegangen. Weitere Beiträge widmen sich dem Bau mit Fertigteilen sowie der Digitalisierung und den daraus resultierenden Herausforderungen aus der Sicht eines Baustoffherstellers sowie innovativen Entwicklungen wie dem 3D-Druck und der Robotik im Mauerwerksbau. Über den Einsatz eines neu entwickelten reversiblen Wandsystems aus mörtellos verlegten Betonhohlblocksteinen für sog. informelle Siedlungen berichtet ein Autorenteam.Table of ContentsVorwort iii Autoren xvii A Baustoffe Bauprodukte I Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 3Michael Raupach, Dorothea Saenger und Bernd Winkels, Aachen 1 Einleitung 3 2 Eigenschaftswerte von Mauersteinen 3 2.1 Festigkeitseigenschaften 3 2.1.1 Druckfestigkeit in Steinhohe 3 2.1.2 Druckfestigkeit in Steinlange und -breite 3 2.1.3 Zug- und Spaltzugfestigkeit 4 2.2 Verformungseigenschaften 4 2.2.1 Druck-Elastizitatsmodul 4 2.2.2 Querdehnungsmodul, Querdehnzahl 5 2.2.3 Zug-Elastizitatsmodul 5 2.3 Kapillare Wasseraufnahme 5 3 Eigenschaftswerte von Mauermorteln 6 3.1 Festigkeitseigenschaften 6 3.1.1 Druckfestigkeit 6 3.1.2 Zugfestigkeit 6 3.2 Verformungseigenschaften 6 3.2.1 Langsdehnungsmodul 6 3.2.2 Querdehnungsmodul 6 4 Eigenschaftswerte von Mauermortel im Mauerwerk 6 5 Verbundeigenschaftswerte zwischen Mauerstein undMauermortel 7 5.1 Allgemeines 7 5.2 Haftscherfestigkeit 8 5.3 Haftzug- und Biegehaftzugfestigkeit 9 6 Eigenschaftswerte vonMauerwerk 9 6.1 Allgemeines 9 6.2 Festigkeitseigenschaften 10 6.2.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen 10 6.2.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 11 6.2.3 Zugfestigkeit 11 6.2.4 Biegezugfestigkeit 12 6.2.5 Schubfestigkeit 13 6.3 Verformungseigenschaften 14 6.3.1 Elastizitatsmoduln 14 6.3.2 Feuchtedehnung, Kriechen, Warmedehnung 15 7 Literatur 15 II Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Roland Hirsch, Berlin, Ludwig Wingerter, Karlsruhe, und Eric Brehm, Bensheim 0 Allgemeines 19 0.1 Gesonderte Regelungen zu Schlitzen 19 0.1.1 Vertikalschlitze 19 0.1.2 Horizontalschlitze 19 1 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 19 2 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 20 3 Mauerwerk mitMittelbettmortel 28 4 VorgefertigteWandtafeln 28 5 Geschosshohe Wandtafeln 30 6 Schalungsstein-Bauarten 30 7 Trockenmauerwerk 31 8 Mauerwerk mit PU-Kleber 31 9 BewehrtesMauerwerk 31 10 Erganzungsbauteile 31 11 Literatur 37 12 Bildnachweis 38 B Konstruktion Bauausführung Bauwerkserhaltung I Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk 41Eckehard Scheller, Berlin, Jürgen H.R. Küenzlen und Thomas Kuhn, Künzelsau, Rainer Becker, Dortmund 1 Einleitung 41 2 Grundlagen fur Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk 42 2.1 Dubel-Systeme 42 2.2 Bauaufsichtlich relevanter Bereich 43 2.3 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung 44 2.4 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Kunststoffdubel 44 2.5 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Metall-Injektionsanker zur Verankerung imMauerwerk 44 2.6 Systematik fur den vorliegenden Beitrag 45 3 Verantwortlichkeiten 45 3.1 Allgemeines 45 3.2 Fachplaner 46 3.3 Versuchsleiter 46 3.4 Sachkundiges Personal 46 4 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Kunststoffdubel in Beton und Mauerwerk mit ETA 47 4.1 Gliederung/Allgemeines 47 4.2 Anwendungsbereich fur Kunststoffdubel 47 4.2.1 Allgemeines 47 4.2.2 Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen) 47 4.2.3 Temperaturbereiche 48 4.2.4 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 49 4.2.5 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 49 4.3 Versuche fur Kunststoffdubel 50 4.3.1 Allgemeines 50 4.3.2 Bruchversuche 50 4.3.3 Probebelastungen 50 4.4 Prufbericht 51 5 Praxisbeispiel 1: Zugversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) – Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion 52 5.1 Einleitung 52 5.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 53 5.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 3 5.2.2 Ort der Prufungen 53 5.2.3 Prufvorrichtung 55 5.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 58 5.2.5 Verankerungsgrund 59 5.2.5.1 Allgemeines 59 5.2.5.2 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemNeubau 59 5.2.5.3 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemAltbau 60 5.2.6 Name des Produkts 62 5.2.7 Montage 62 5.2.8 Versuchsergebnisse 64 5.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 65 5.4 Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche) 66 5.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 66 5.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 66 5.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 67 5.4.4 Berucksichtigung von Fugen 69 5.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 69 5.5 Bemerkungen und Hinweise 71 5.6 Unterschriften 71 5.7 Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion) 71 5.7.1 Allgemeines 71 5.7.2 Ausgangsdaten 72 5.7.3 Einwirkung aus Eigengewicht 72 5.7.4 Einwirkung aus Windsog 73 5.7.5 Resultierende Einwirkung 73 5.7.6 Nachweis Schragzug 74 5.7.7 Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dubels durch die Vertikal-Lattung 74 5.7.8 Nachweis Holz: Kontrolle der Abstande 75 5.7.9 Ermittlung der Dubelanzahl fur eine Querwand 76 5.7.10 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 76 6 Praxisbeispiel 2: Querlastversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) –Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung 76 6.1 Einleitung 76 6.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 77 6.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 77 6.2.2 Ort der Prufungen 77 6.2.3 Prufvorrichtung 77 6.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 79 6.2.5 Verankerungsgrund 81 6.2.6 Name des Produkts 82 6.2.7 Montage 82 6.2.8 Versuchsergebnisse 82 6.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 82 6.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 83 6.4.1 Grundlagen fur Querlastversuche am Rand 83 6.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 83 6.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 84 6.4.4 Berucksichtigung von Fugen 84 6.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 84 6.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements) 84 6.5.1 Allgemeines 84 6.5.2 Ausgangsdaten 86 6.5.3 Einwirkungen 86 6.5.3.1 Windlasten 86 6.5.3.2 Horizontallast bzw. Horizontale Nutzlast (Brustungsriegel) 87 6.5.3.3 Last aus 90◦ geoffnetemFenster 87 6.5.3.4 Stosartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Ausergewohnliche Einwirkung) 88 6.5.4 Zu untersuchende Lastfalle 88 6.5.4.1 Allgemeines 88 6.5.4.2 Lastfall 1: Uberlagerung Horizontallast plusWind 88 6.5.4.3 Lastfall 2: Uberlagerung Horizontallast plus Last aus 90◦ geöffnetem Fenster 89 6.5.4.4 Lastfall 3: Weicher Stos gemas ETB-Richtlinie (ausergewöhnlicher Lastfall) 89 6.5.5 Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 89 6.5.5.1 Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil 89 6.5.5.2 Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 89 6.5.6 Glied 7 der Nachweiskette: Dubel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper 89 6.5.6.1 Tragfahigkeit der verwendeten Dubel 89 6.5.6.2 Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdubeln 90 6.5.6.3 Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschatzung) 90 6.5.7 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 90 7 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA 91 7.1 Gliederung/Allgemeines 91 7.2 Anwendungsbereiche fur Injektionsanker 91 7.2.1 Allgemeines 91 7.2.2 Mauerwerksgruppen 91 7.2.3 Temperaturbereiche 93 7.2.4 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung 93 7.2.5 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 94 7.2.6 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 94 7.3 Versuche 94 7.3.1 Allgemeines 94 7.3.2 Bruchversuche 95 7.3.3 Probebelastungen 96 7.3.4 Abnahmeversuche 96 7.3.5 Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen – Abnahmeversuche 98 7.3.5.1 Allgemeines 98 7.3.5.2 Ausgangsdaten fur beide Zahlenbeispiele 98 7.3.5.3 Probebelastungen (Zahlenbeispiel) 98 7.3.5.4 Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel) 100 7.3.5.5 Vergleich 102 7.4 Prufbericht 102 8 Praxisbeispiel 3: Zugversuche fur Injektionsanker (Bruchversuche) –Befestigung eines Franzosischen Balkongelanders 103 8.1 Einleitung 103 8.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 104 8.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 104 8.2.2 Ort der Prufungen 105 8.2.3 Prufvorrichtung 105 8.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 106 8.2.5 Verankerungsgrund 106 8.2.6 Name des Produkts 106 8.2.7 Montage 108 8.2.8 Versuchsergebnisse 109 8.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 109 8.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 110 8.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 110 8.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber Quantilwerte 110 8.4.2.1 Bestimmung des Referenzsteins 110 8.4.2.2 Charakteristische Zugtragfahigkeit 111 8.4.2.3 Charakteristische Quertragfahigkeit 112 8.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 112 8.4.4 Berucksichtigung von Fugen 112 8.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 112 8.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des Franzosischen Balkongelanders) 112 8.5.1 Allgemeines 112 8.5.2 Ausgangsdaten 113 8.5.3 Einwirkungen 113 8.5.3.1 Eigengewicht 113 8.5.3.2 Verkehrslasten 113 8.5.3.3 Stosartige Last 113 8.5.4 Resultierende Einwirkungen auf die masgebende Ankerplatte 114 8.5.4.1 Allgemeines 114 8.5.4.2 Ermittlung der masgebenden Zugkrafte 114 8.5.4.3 Ermittlung der masgebenden Querlasten 115 8.5.5 Nachweise fur Zugbeanspruchung 116 8.5.5.1 Allgemeines 116 8.5.5.2 Stahlversagen 116 8.5.5.3 Herausziehen des Dubels 117 8.5.5.4 Steinausbruch (Dubelgruppe) 117 8.5.5.5 Herausziehen eines Steins 118 8.5.5.6 Einfluss von Fugen 119 8.5.6 Nachweise fur Querbeanspruchung 119 8.5.6.1 Allgemeines 119 8.5.6.2 Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm 119 8.5.6.3 Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm 120 8.5.6.4 Ortliches Steinversagen 120 8.5.6.5 Steinkantenbruch 120 8.5.6.6 Herausdrucken eines Steins 121 8.5.6.7 Einfluss von Fugen 121 8.5.7 Nachweise fur Interaktion von Zugund Querlasten 121 8.5.8 Fazit zur Bemessung 121 9 Zusammenfassung 122 10 Literatur 122 Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohlund Lochsteine 125 Anhang B: Blanko-Formular „Dokumentation (Dubel-)Versuche amBauwerk“ 133 II Mauerwerk aus Fertigteilen 143Dieter Figge, Warburg 1 Einleitung 143 1.1 Allgemeines 143 1.2 Geschichtliches 143 1.3 Stand der Technik 144 2 Arten von Wandelementen 144 2.1 Vergusstafeln 145 2.2 Hochlochtafeln 145 2.3 Rippentafeln 145 2.4 Ziegel-Fertigteildecken 146 2.5 Mauertafeln 146 2.5.1 Planung 147 2.5.2 Bemessung vonMauertafeln 147 2.5.3 Konstruktion vonMauertafeln 148 2.5.4 Herstellung vonMauertafeln 148 2.5.5 Transport vonMauertafeln 150 3 Mauertafeln ausMauersteinen 150 3.1 Mauertafeln aus Normziegeln (Mauertafelziegeln) 150 3.2 Mauertafeln aus Zulassungsziegeln 151 3.3 Aufhangungen mit Hebebandern 151 3.4 Aufhangungen mit Tragbolzen 153 3.5 Mauertafeln aus Kalksandsteinen 154 3.6 Mauertafeln aus Porenbeton 154 4 Vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 155 4.1 Konstruktive Vertikalfuge 155 4.2 Statische Nachweise fur vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 156 5 Ausfachungsmauerwerk fur Stahlbetonskelettkonstruktionen 157 6 Brandschutz 158 7 Transport 159 8 Montage 159 9 Uberwachung 161 9.1 Fremduberwachung [26] 161 9.2 Qualitatssicherung 161 10 Literatur 162 III Veränderung der Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben am Beispiel der Erschließung Wilhelmsburg in Ulm 163Wolfgang Finckh und Hilmar Quantz, Kempten 1 Einleitung 163 1.1 Historisches 163 1.2 Heutige und zukunftige Nutzung der Anlage 165 1.3 Erforderliche Umbauten 165 2 Vorgehensweise 165 2.1 Allgemeines 165 2.2 Geometrie 166 2.3 Material 166 2.4 Baugrund 167 2.5 Zustand 168 2.6 Durchgangigkeit der Planung 169 2.7 Die digitale Baustelle 170 3 Horizontale Erschliesung 170 3.1 Aufgabenstellung 170 3.2 Entwurfsfindung 171 3.2.1 Allgemeines Vorgehen und Randbedingungen 171 3.2.2 Brucke in der Burg 171 3.2.3 Brucke uber den Burggraben 172 3.2.3.1 Allgemeines 172 3.2.3.2 Varianten 172 3.2.3.3 Vorzugsvariante 173 3.3 Brucke uber den Burggraben 173 3.3.1 Konstruktion 173 3.3.2 Statisches System und Berechnung 173 3.3.3 Herstellung 174 3.4 Brucke in der Burg 176 3.4.1 Konzept undKonstruktion 176 3.4.2 Grundung 176 3.4.3 Bauablauf 176 3.4.4 Berechnungsmethodik 178 3.4.4.1 Allgemeines 178 3.4.4.2 Mauerwerk 178 3.4.4.3 Stahlbetonbauwerk 182 3.4.5 Herstellung 182 3.5 Gestaltungskonzept 183 4 Vertikale Erschliesung 184 4.1 Aufgabenstellung 184 4.2 Entwurfsfindung 184 4.2.1 Schaffung des Lichtraumprofils 184 4.2.2 Bauteile der Erschliesung 184 4.3 Gewolbeoffnung 185 4.3.1 Konzept undKonstruktion 185 4.3.2 Bauzustande 185 4.3.3 Berechnungsmethodik 187 4.3.3.1 Allgemeines Vorgehen 187 4.3.3.2 Berechnung amMauerwerk 187 4.3.3.3 Nachweis derAussteifungselemente 190 4.4 Aufzugschachtmit Treppe 190 4.5 Herstellung 190 4.5.1 Gurtung 190 4.5.2 Aufzugsschacht 191 4.6 Gestaltungskonzept 192 5 Literatur 193 IV Erfolgreiche Digitalisierung im Mauerwerksbau – eine multidisziplinäre Unternehmensaufgabe für Baustoffhersteller 197Markus Heße, Michael Leicht, Alexander Brunst, Andreas Radischewski, Sebastian Kulle und Christian Peter Hille, Duisburg 1 Einleitung 197 2 Digital unterstutzte Planung im Mauerwerksbau 198 2.1 Der digitale Zwilling – erste Produktdaten fur die Planung 198 2.2 Aus Produkten werden Systeme – vom Mauerstein zumMauerwerk 202 2.3 Ein Modell, viele Disziplinen – medienbruchfreier Austausch von Produktdaten 204 2.4 Haftung fur die BIM-Produktdaten 205 3 Von Produktdaten zu Produktionsdaten 206 3.1 Das digitale Gebaudemodell – die universelle Datenquelle fur die Produktion 206 3.2 Haftung des Mauerwerksherstellers fur das BIM-Modell 207 3.3 Geistige Eigentumsrechte des Mauerwerksherstellers an dem BIM-Modell 209 3.4 Projektverwaltung und Produktionsplanung 210 3.5 Produktion und Kommissionierung 210 4 Digitalisierung auf der Mauerwerksbaustelle 210 4.1 Papier oder Tablet – Planbereitstellung fur die Baustelle 211 4.2 Hilfsmittel fur die effiziente Baustelle – Soll-Ist-AbgleichmitMixed Reality 211 4.3 Mensch und Maschine – ein Ausblick auf Robotik im Mauerwerksbau 213 5 Digitalisierung ist mehr als nur die Bereitstellung vonDaten 216 5.1 Bieten digitale Daten neue Geschaftsfelder furMauerwerkshersteller? 216 5.2 An welchen Stellschrauben muss gearbeitet werden, damit Mauerwerk digitaler wird? 217 5.3 Ausblick in die Zukunft der Digitalisierung imMauerwerksbau 217 6 Fazit 218 7 Literatur 219 V Ziegel aus dem 3D-Drucker 221Martin Wilfinger und Ulrich Knaack, Darmstadt, Holger Strauß, Frankfurt, und Thomas Fehlhaber, München 1 Einleitung 221 2 GeschichtlicherHintergrund 221 3 Technologie Additive Herstellung 222 3.1 Photopolymerisationsverfahren 224 3.1.1 Stereolithographie (SLA) 224 3.1.2 Digitale Lichtverarbeitung (DLP) 224 3.2 Bindemittel-Jetting, 3D-Druck (3DP) 224 3.3 Material-Extrusion 225 3.3.1 FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) 225 3.3.2 Robocasting oder Direktes Schreiben mit Tinte (DIW) 225 3.4 Pulverbett-Schmelzung 225 3.4.1 Selektives Lasersintern (SLS) 225 3.4.2 Selektives Laserschmelzen (SLM) 225 3.4.3 SelektivesWarmesintern (SHS) 226 3.4.4 Elektronenstrahlschmelzen (EBM) 226 3.5 Ebenen-Laminierung 226 3.5.1 Herstellung laminierter Objekte (LOM) 226 3.5.2 Selektives Auftragslaminieren (SDL) 226 3.6 Material-Jetting 226 3.7 Direct Energy Deposition oder Direkte Energieabscheidung 226 4 Additive Herstellung von Ziegeln/Ziegelbauteilen in der aktuellen Forschung und Entwicklung 227 5 Strategien zum Drucken von Ziegeln/Ziegelbauteilen 229 5.1 Kartesische 3D-Drucker 229 5.2 Delta-3D-Drucker 230 5.3 Roboterarm basierende 3D-Drucker 230 6 Technologieauswahl und Entwicklung des eigenen Druckens fur Ziegel 231 6.1 Aufbau undKonzeption 232 6.2 Druckversuche 233 6.3 Druckmaterial 234 6.4 Druckergebnisse und Fazit zum Projekt 236 7 Anwendungsbereich von gedruckten Ziegeln/Ziegelbauteilen 236 8 Ausblick 238 9 Weiterfuhrende Literatur 238 VI Mauerwerksroboter für die Baustelle – internationaler Stand 241Eric Brehm und Christian Wurll, Karlsruhe 1 Einleitung 241 2 Aktueller Stand 241 2.1 Historie inDeutschland 241 2.2 Aktuelle Bauroboter 242 2.2.1 Stahlbetondrucker 242 2.2.2 In Situ Fabricator 242 2.2.3 Interagierende Roboter 242 2.3 Vorhandene Mauerwerksroboter 243 2.3.1 Allgemeines 243 2.3.2 SAM100 244 2.3.3 HADRIANX 244 2.3.4 Seilroboter 244 3 Besonderheiten des deutschen Marktes 245 4 Voraussetzungen und Handlungsbedarf 246 5 Ansatz der Hochschule Karlsruhe 246 6 Auswirkungen auf die Baukultur 247 7 Literatur 248 VII Standsicherheitsuntersuchungen von Mauerwerkstrukturen mithilfe von stochastischen numerischen Simulationen 249Roger Schlegel, Weimar 1 Einleitung 249 2 Numerische Modellierung und Simulation von Mauerwerkstrukturen 249 2.1 Diskretisierung und Materialmodellierung desMauerwerkverbands 249 2.2 Nichtlineare Lastgeschichteberechnung 251 3 Modellvalidierung 252 3.1 Parametrische Modellierung 252 3.1.1 Sensitivitatsanalyse 252 3.1.2 Modellkalibrierung 254 4 Stochastische Simulation in der Berechnungspraxis 254 4.1 Definition von Unsicherheiten 255 4.2 Varianzbasierte Robustheitsanalyse 255 4.3 Zuverlassigkeitsanalyse 256 5 Stochastische Analysen zur Versagenswahrscheinlichkeit einer historischen Mauerwerkbrucke gegenuber Schiffsstos 257 6 Zusammenfassung 260 7 Literatur 260 VIII Eine aus der Notwendigkeit geborene Idee – Betonhohlblocksteine für den Mauerwerksbau in informellen Siedlungen und deren bautechnische Umsetzung 261Oliver von Malm, Gerrit Dittrich, Marcel Enzweiler, Ivana Bicic und Florian Weininger, München, Andreas Saxer, Christoph Waltl, Matthias Egger und Jürgen Feix, Innsbruck, Frank Ilg, Fabian Meyer-Brötz und Jürgen Mayer, Weißenhorn, sowie Jonas Klein und Tilo Proske, Darmstadt 1 Einleitung 261 2 Entwicklung der Geometrie des Betonhohlblocksteins 262 3 Future Products & Technologies bei PERI 264 4 Konstruktive Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 264 4.1 Anforderungen an das zu entwickelnde Betonhohlblockstein-Mauerwerk 265 4.2 Standortspezifische Gegebenheiten im Vergleich 266 4.2.1 DefinitionMustergebaude 266 4.2.2 Vergleich der standigen Belastungen 266 4.2.3 Vergleich der veranderlichen Belastungen 267 4.2.4 Vergleich der Erdbebenbelastungen 267 4.3 Anforderungen an Bauwerksaussteifung und Fugekonzept 267 4.3.1 Bauwerksaussteifung 268 4.3.2 Abschatzung der Ausmittigkeit der Druckbeanspruchung an den Mustergebauden 269 4.3.3 Fugekonzept 269 4.4 Anforderungen an die Stein- und Wandwiderstande 269 4.4.1 Fullung der Betonhohlblocksteine 270 4.4.1.1 Frischbetonfullung 270 4.4.1.2 Erdfullung 270 4.4.1.3 ErdfullungmitWassereinstau 270 4.4.2 Erforderliche Wandwiderstande 270 4.4.2.1 Abschatzung des erforderlichen Wanddruckwiderstands 271 4.4.2.2 Abschatzung des erforderlichen Wandschubwiderstands 271 4.4.2.3 Abschatzung des erforderlichen Wandbiegewiderstands 271 4.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 271 5 Betontechnologie zur Herstellung der Betonholblocksteine und Produktion imKibera Slum 272 6 Entwicklung desWandkonzepts 273 6.1 Erste Testwand inKibera 275 6.2 Erste Bauprojekte inKibera 275 7 Experimentelle Untersuchung zur Schubtragfahigkeit der Betonhohlblocksteine und daraus hergestellter Wandbauteile 276 7.1 Allgemeines 276 7.2 Materialeigenschaften 276 7.3 Schubversuche amEinzelstein 277 7.3.1 Langsschubtragfahigkeit 277 7.3.2 Querschubtragfahigkeit 281 7.4 Schubversuche anWanden 282 7.4.1 Ubersicht 282 7.4.2 UnbewehrteWand 282 7.4.3 Wand mit Zuganker 284 7.4.4 Wand-Rahmensystem 285 8 Bemessung eines Prototyps – Schulbau inKibera 287 8.1 Problemstellung bei der Nachweisfuhrung 287 8.2 Tragkonzept fur ein Schulgebaude in Nairobi 288 8.3 Detailausfuhrung 292 8.4 Nachweis der Tragfahigkeit 294 8.5 Nachweis derGebaudeaussteifung 295 8.6 Aussicht – ein generalisiertes Bemessungsverfahren 296 9 Ausblick – Praxisanwendung 297 10 Danksagung 297 11 Literatur 298 C Bemessung I Hilfsmittel zur vereinfachten Mauerwerksbemessung 301Valentin Förster, Frankfurt am Main, Benjamin Purkert und Carl-Alexander Graubner, Darmstadt 1 Einfuhrung 301 2 Anwendungsbereich der vereinfachten Berechnungsmethoden von DIN EN 1996-3/NA 301 3 Wande unter uberwiegender Normalkraftbeanspruchung 303 3.1 Vereinfachte Berechnungsmethode 303 3.1.1 Bemessung bei Normaltemperatur 303 3.1.1.1 Normative Regelungen 303 3.1.1.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 304 3.1.2 Bemessung imBrandfall 304 3.1.2.1 Normative Regelungen 304 3.1.2.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 305 3.1.3 Bemessung mit Tragfahigkeitstafeln 306 3.1.3.1 Vorgehensweise 306 3.1.3.2 Tragfahigkeitstafeln fur die „kalte“ und „heise“ Bemessung 306 3.1.4 Beispiele 307 3.1.4.1 Innenwand 307 3.1.4.2 Ausenwand mit teilaufliegender Decke 307 3.1.4.3 Ausenwand mit vollaufliegender Decke 307 3.2 Stark vereinfachte Berechnungsmethode 312 3.2.1 Nachweisverfahren 312 3.2.2 Bemessungstafeln 312 3.2.3 Beispiele 312 3.2.3.1 Innenwand 312 3.2.3.2 Ausenwand im obersten Geschoss 312 4 Windbeanspruchte Wande unter minimaler Auflast 313 4.1 Nachweisverfahren 313 4.2 Bemessungstafeln 314 4.3 Beispiele – Ausenwande im obersten Geschoss 315 4.3.1 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 315 4.3.2 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 317 4.3.3 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 317 4.3.4 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 318 5 Erddruckbeanspruchte Wande 318 5.1 Nachweisverfahren 318 5.2 Bemessungstafel 319 5.3 Beispiele 319 5.3.1 Vollstandig angeschuttete Wand 320 5.3.2 Teilweise angeschuttete Wand 321 6 NichttragendeWande 321 6.1 Innenwande 321 6.1.1 Nachweisverfahren 321 6.1.2 Bemessungstafeln 323 6.1.3 Beispiele 323 6.1.3.1 Dreiseitig gehaltene innere Trennwand 323 6.1.3.2 Vierseitige gehaltene innere Trennwand 323 6.2 Ausenwande 324 6.2.1 Nachweisverfahren 324 6.2.2 Beispiele 324 6.2.2.1 Ausenwand mit quadratischer Ausfachungsflache 324 6.2.2.2 Ausenwand mit rechteckiger Ausfachungsflache 324 7 Vereinfachter Aussteifungsnachweis 325 7.1 Nachweisverfahren 325 7.2 Beispiel 325 8 Zusammenfassung 326 9 Literatur 327 II Erdbebenbemessung bei Mauerwerksbauten 329Christoph Butenweg, Aachen, Christoph Gellert, Herzogenrath, und Udo Meyer, Berlin 1 Einleitung 329 2 Seismische Einwirkung 329 2.1 Entwicklung der Erdbebenkarten 329 2.2 Erdbebeneinwirkung nach DIN 4149 329 2.2.1 Horizontales Bemessungsspektrum 330 2.3 Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1/NA 331 2.3.1 Horizontales Bemessungsspektrum 332 3 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 334 3.1 Versagensformen von Mauerwerkswanden 334 3.2 Wand-Decken-Interaktion und Normalkraftumlagerungen 335 4 Auslegung mit konstruktiven Regeln 336 4.1 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN 4149 337 4.2 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN EN 1998-1/NA 338 4.3 Bewertung im Hinblick auf die Anwendung in der Praxis 338 5 Rechenverfahren 339 5.1 Lineare kraftbasierte Berechnungen 339 5.1.1 Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 339 5.1.2 Multimodales Antwortspektrenverfahren 339 5.1.2.1 Berechnung der erforderlichen Schwingformen 339 5.1.2.2 Kombination der Schwingformen und Richtungsuberlagerung 339 5.2 Nichtlineare statische Berechnungen 340 5.2.1 Grundlagen und Berechnungsablauf 340 5.2.2 Ermittlung der Kapazitatskurven fur Mauerwerksgebaude 340 5.3 Berucksichtigung von Torsionseffekten 341 5.4 Ansatz von Verhaltensbeiwerten fur Mauerwerk 342 5.4.1 Verhaltensbeiwert aus Verformungsfahigkeit und Energiedissipation 343 5.4.2 Verhaltensbeiwert aus Lastumverteilung im Grundriss 343 6 Praxisbeispiele 344 6.1 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN 4149 344 6.2 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN EN 1998-1/NA 345 6.3 Mehrfamilienhaus – Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 347 6.3.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 347 6.3.2 Statisches Ersatzsystem 347 6.3.3 Statische Ersatzlasten 348 6.3.4 Verteilung der statischen Ersatzlasten auf die Schubwande 349 6.3.5 Standsicherheitsnachweise nach DIN EN 1998-1/NA 349 6.3.6 Nachweis mit einem Verhaltensbeiwert von q=1,7 349 6.3.7 Nachweis mit erhohten Verhaltensbeiwerten 349 6.4 Mehrfamilienhaus – Nichtlinearer statischerNachweis 350 6.4.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 350 6.5 Vergleichsberechnung: Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 350 6.6 Nichtlinearer statischerNachweis 352 7 Entwicklung neuer rechnerischer Nachweiskonzepte 353 8 Zusammenfassung 354 9 Literatur 355 D Forschung I Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 359Jonathan Schmalz, Regensburg, und Ludwig Wingerter, Karlsruhe 1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 363 1.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 363 1.2 Kurzberichte 363 1.2.1 Betriebsbegleitende Simulation zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung inKS-Werken 363 2 Laufende Forschungsvorhaben 363 2.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 363 2.2 Kurzberichte 364 2.2.1 Neue Ansatze fur die realistische Bemessung von Mauerwerksbauten unterHorizontallasten 364 2.2.2 Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nichttragenden Trennwanden aus Mauerwerk von der Tragstruktur 365 2.2.3 Einfluss der exzentrischen Lasteinleitung am Ausenwand-Decken-Knoten auf die Schubtragfahigkeit von monolithischen Ausenwanden aus Ziegelmauerwerk 367 2.2.4 Verhalten von Stahlbetonrahmen mit entkoppelten Mauerwerksausfachungen und Offnungen unter seismischen Einwirkungen 369 2.2.5 Forschungsprojekt BIM-SIS 371 2.2.6 Statische Vergleichsberechnung von gemauerten Gewolbebrucken zur Validierung des Entwurfs der neuen Nachrechnungsrichtlinie (Mauerwerk) 373 2.2.6.1 Einleitung 373 2.2.6.2 Beispiel einer zweifeldrigen Brucke 375 2.2.7 Optimierung der Eigenschaftskennwerte von Kalksandsteinen durch den Einsatz von Recyclingundmineralischen Fullern 380 2.2.8 Verbesserte Schalldammung von Kalksandsteinmauerwerk durch Optimierung der produktionstechnischen Herstellparameter –Erhohung des dynamischen E-Moduls desKS-Materials 386 2.2.9 Entwicklung von Seilrobotern fur die Erstellung von Kalksandstein-Mauerwerk auf der Baustelle 387 2.2.10 Einsatz naturlicher mineralischer Fuller fur die Optimierung der Eigenschaftswerte von Kalksandsteinen –Reduzierung der Produktionskosten, des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen 387 2.2.11 Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhohung des baulichen Schallschutzes 388 2.2.12 Kosteneinsparung und Steigerung der Ressourceneffizienz von Kalksandsteinen durch Ansatz von Druckhaltestufen bei der Hydrothermalhartung –sog. „Treppenkurven“ –CO2-Einsparung 388 2.2.13 Eignung von Kalksandstein-Recyclingmaterial zur Bodenverbesserung 389 E Normen Zulassungen Regelwerk I Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 393Hans-Alexander Biegholdt, Leipzig 1 Einfuhrung 393 2 Grundlagen 393 2.1 Bauaufsichtliche Regelungen 393 2.2 Geltungsbereich der Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 394 2.3 Abgrenzung zum allgemeinen bauaufsichtlichen Prufzeugnis nach §19MBO 394 2.4 Zustandigkeiten bei der Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen in den Landern 394 3 Anforderungen an Bauprodukte 394 3.1 Allgemeines 394 3.2 CE-gekennzeichnete Bauprodukte 394 3.3 Nationaler Verwendbarkeitsnachweis 396 3.4 Produkte des Mauerwerksbaus 396 4 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 397 4.1 Anlass zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall nach § 20 MBO 397 4.2 Erfordernis einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 398 4.3 Antragsteller 398 5 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 398 5.1 Landesbezogene Umsetzung der Musterregelungen 398 5.2 Allgemeines 398 5.3 Abgrenzung zum Genehmigungsverfahren und zur allgemeinen Bewahrung 398 5.4 Antragstellung 398 5.5 Eigenschaften des Bauprodukts 400 5.6 Ubereinstimmungsnachweis 400 5.7 Regelungen zur Bauart 400 5.8 Sonderfall Lehmbauweise 401 5.9 Gebuhren 401 5.10 Bearbeitungszeiten 401 6 Literatur 401 II Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 30.11.2020) 403Nanjie Hu und Benjamin Purkert, Berlin 1 Vorbemerkung 403 2 EuGH-Urteil vom 16. Oktober 2014 (Rs. C-100/13) 404 3 Regelwerk 405 4 Literatur 420 Stichwortverzeichnis 421 Anbieterverzeichnis 437

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Book SynopsisDie Schwerpunktthemen des Stahlbau-Kalender 2021 sind der Brückenbau und die neue Eurocode-Generation. Brücken aus Stahl zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer und eine hervorragende Tragfähigkeit aus. Durch Kombination mit anderen Materialien sind den Möglichkeiten im Stahlbrückenbau, einschließlich der architektonisch anspruchsvollen Gestaltung, keine Grenzen gesetzt. Brückenneubauten oder Ersatzneubauten unter laufendem Verkehr erfordern innovative Lösungen mit Fokus auf kurzen Bauzeiten bei gleichzeitiger Ressourcenschonung. Dafür eignen sich besonders Brückentypen mit hohem Vorfertigungsgrad und in Modulbauweise, wie z. B. Stahlverbundbrücken mit Fertigteilen. Dank der großen Spannweiten, die sich mit dem Baustoff Stahl erreichen lassen, können Kosten und Aufwendungen für die Mittelstütze und beengende Verkehrsführungen eingespart werden. Den vielfältigen Planungsaufgaben beim Entwurf von Stahl- und Stahlverbundbrücken wird in dieser Ausgabe des Stahlbau-Kalender mit Beiträgen über Richtzeichnungen, Vorplanung, Fertigung und Montage, Brückenseile, Brückenlager, Fahrbahnübergänge und Ermüdungsfestigkeit Rechnung getragen. Als ein grundlegendes Thema des Stahlbaus wird das Beulverhalten und die Optimierung schlanker Stahlkonstruktionen in einem ausführlichen Beitrag aktuell behandelt. Der Stahlbau-Kalender dokumentiert verlässlich und aus erster Hand den aktuellen Stand der Stahlbau-Regelwerke. In dieser Ausgabe werden neben der Aktualisierung von Teil 1-8 "Bemessung von Anschlüssen" auch Erläuterungen zur Neubewertung des Kerbfallkatalogs nach DIN EN 1993-1-9 - Ermüdung - Ausgabe August 2020 und zur DASt-Richtlinie über die Ermüdungsbemessung bei Anwendung höhenfrequenter Hämmerverfahren gegeben.Table of Contents1 Stahlbaunormen – DIN EN 1993-1-8: Bemessung von Anschlüssen 1Dieter Ungermann, Stephan Schneider 2 Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Normen und Bescheide im Stahlbau 125Karsten Kathage, Christoph Ortmann 3 Zur Entwicklung von Planungshilfen für Stahl- und Stahlverbundbrücken 233Hans-Joachim Casper, Heinz Friedrich, Karsten Geißler, Yvonne-Christine Gunreben, Markus Hamme, Gerhard Hanswille, Konrad Kudla, Gero Marzahn, Winfried Neumann, Ralf Schubart, Hermann Streicher, Timm Wetzel 4 Fertigung und Montage von Stahl- und Verbundbrücken 273Andreas Blank, Johannes Eitelberger, Lorenz Haspel, Stephan Langer, Dominique Ollendorff, Markus Plakolb, Dieter Reitz, Frank Sachse 5 DASt-Richtlinie für geschweißte K- und KK-Knoten aus Rundhohlprofilen unter Ermüdungsbeanspruchung –Kommentar 327Ulrike Kuhlmann, Andre Dürr, Simon Bove, Jakob Roth, Wigand Knecht 6 Neubewertung des Kerbfallkatalogs nach DIN EN 1993-1-9 367Karl Drebenstedt, Ulrike Kuhlmann, Helen Bartsch, Markus Feldmann, Benjamin Seyfried, Thomas Ummenhofer 7 DASt-Richtlinie zum höherfrequenten Hämmern 435Stephanie Breunig, Lisa-Marie Gölz, Ulrike Kuhlmann, Philipp Weidner, Thomas Ummenhofer 8 A Brückenlager nach Europäischer Norm 471Christiane Butz, Simon Hoffmann, Lutz Gerlach, Torsten Ebert, Tobias Schulze 8 B Fahrbahnübergänge mit europäischer technischer Bewertung 511Simon Hoffmann, Christiane Butz, Winfried Neumann, Arnold Hemmert-Halswick, Volker Kessler, Torsten Ebert, Thomas Mayer 9 Neue Entwicklungen in prEN 1993-1-5:2020 571Vahid Pourostad, Balász Kövesdi, Nicole Schillo, Hervé Degée, Ulrike Kuhlmann 10 Brückenseile 699Heinz Friedrich, Markus Hamme 11 Stahlverbundbrücken – Berechnung, Bemessung und Konstruktion 739Karsten Geißler, Matthias Mager, Jochen Rodemann Stichwortverzeichnis 929

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Book SynopsisDie Standardkapitel zur Brandschutzbemessung von Bauteilen für alle Bauarten nach den Eurocodes 1 bis 6 und gemäß Industriebau-Richtlinie wurden für die vorliegende Ausgabe aktualisiert und überarbeitet. Die ganzheitliche Betrachtung des vorbeugenden Brandschutzes unter Berücksichtigung der nutzungsbedingten Gefährdungspotentiale und Schutzziele spielt bei der Planung und Errichtung von Bauwerken eine wesentliche Rolle und verlangt von allen Beteiligten bei Entwurf und Planung, von Bauproduktenherstellern, Materialprüfungsämtern und Bauaufsichtsbehörden ein hohes Maß an Fachkenntnis über den aktuellen Stand der Technik aller relevanten Bereiche. Nur durch eine interdisziplinäre Zusammenarbeit können sichere und optimierte Brandschutzkonzepte entwickelt und realisiert werden, Umplanungen vermieden und Genehmigungsverfahren optimiert werden. Daher bietet die aktuelle Ausgabe des Bauphysik-Kalender spezielle Kapitel zur Anwendung der Ingenieurmethoden (z. B. Parkgaragen, Schulgebäude), zum spezifischen Brandverhalten ausgewählter Baumaterialien (z. B. Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen) und zum spezifischen Brandschutz bei ausgewählten Baukonstruktionen (z. B. Außenwandbekleidungen). Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit von Planungsentwürfen sind häufig Brandschutzkonzepte mithilfe von Ingenieurmethoden zielführend, während es in der Planung selbst durch Building Information Modelling (BIM) Einsparpotentiale gibt. Die Stellung des Brandschutzes im Bauordnungsrecht sowie die Regelungen zur Verwendung von Bauprodukten und Bauarten sind grundlegend und werden praxisnah erläutert. Wie immer bewegen sich alle Kapitel nahe an der Ingenieurpraxis und enthalten zahlreiche Beispiele. Auch verbreitete Fehler bei der Bauausführung und während der Nutzung werden diskutiert. Der neue Bauphysik-Kalender 2021 mit dem Schwerpunktthema Brandschutz bietet eine solide Arbeitsgrundlage und ein verlässliches aktuelles Nachschlagewerk für die Planung in Neubau und Bestand, und zwar sowohl für den konstruktiven Brandschutz als auch für die ingenieurmäßigen Brandschutzkonzepte.Table of ContentsA Allgemeines und Normung A 1 Entwicklung des Brandschutzes im Bauordnungsrecht 3Sylvia Heilmann A 2 Bauordnungsrechtliche Regelungen zur Verwendung von Bauprodukten und Bauarten 17Peter Proschek A 3 Leistungsbild und Honorierung im Brandschutz 33Udo Kirchner B Materialtechnische Grundlagen B 1 Brandschutz von Baukonstruktionen mit Kunststoffen 59Edith Antonatus B 2 Brandschutzbekleidungen und -beschichtungen 79Peter Proschek B 3 Brandverhalten von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen 91Björn Kampmeier, Jochen Zehfuß C Nachweisverfahren C 1 Personenstromsimulationen und Evakuierungsberechnungen 119Volker Schneider, Burkhard Forell C 2 Grundlagen nach Eurocode 1 157Jochen Zehfuß C 3 Brandschutzbemessung von Betonbauteilen nach Eurocode 2 183Jochen Zehfuß, Björn Kampmeier C 4 Brandschutztechnische Bemessung im Stahl- und Stahlverbundbau nach Eurocode 3 und 4 217Peter Schaumann, Florian Tabeling, Thomas Kirsch C 5 Brandschutzbemessung von Holzbauteilen nach Eurocode 5 257Björn Kampmeier, Dirk Hollmann C 6 Brandschutzbemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach Eurocode 6 281Thorsten Mittmann C 7 Brandschutz im Industriebau 295Nabil A. Fouad, Nico Fischer D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 1 Building Information Modeling (BIM) im Brandschutz 339Dominique Max D 2 Brandschutz bei hölzernen Bauteilen nach den nationalen Regeln und Brandschutzkonzepte bei hölzernen Bauwerken 353Michael Dehne, Dirk Kruse, Björn Kampmeier D 3 Brandschutz bei Außenwandbekleidungen 371Thomas Merkewitsch, Nabil A. Fouad D 4 Zeitgemäße Ingenieuransätze für den Brandschutz von Garagen 415Inka Pehrs, Patrick Meyer, Klaus Veenker D 5 Realisierter Brandschutz für Schulgebäude mit offenen Raumkonzepten 441Madlen Graf, Eckhard Hagen, Jens Upmeyer D 6 Rauch- und Wärmeabzug 459Gary Blume, Thomas Fr. Hegger D 7 Entrauchung mit maschinellen Entrauchungsanlagen (MRA) 501Gary Blume, Frank Wahl D 8 Objekt- und Gebäudefunkversorgung für die Feuerwehr 525Gero Droste D 9 Brandsicherheit von Bussen 539Anja Hofmann-Böllinghaus D 10 Fehler in der Brandschutzausführung 553Sylvia Heilmann E Materialtechnische Tabellen E 1 Materialtechnische Tabellen für den Brandschutz 569Nina Schjerve E 2 Materialtechnische Tabellen 607Rainer Hohmann Stichwortverzeichnis 663

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Book SynopsisDas vorliegende Buch gibt eine Handlungsanleitung für die Erstellung der Brandschutzdokumentation als umfassende und strukturierte Informationsquelle in allen Lebensphasen eines Gebäudes und hilft sinnvolle Entscheidungen zu treffen. In der Praxis zeigt sich, dass Brandschutzdokumentationen häufig mangelhaft oder unvollständig sind oder gar nicht existieren. Da Sicherheit jedoch an erster Stelle steht und erschöpfend nachgewiesen werden muss, ist dem Brandschutz von Gebäuden besondere Beachtung zu schenken. Die Brandschutzdokumentation im bauordnungsrechtlichen Sinn umfasst alle Unterlagen, die zur Durchführung von Planungs- und Bauleistungen erforderlich sind und im Genehmigungsverfahren, im Zuge der Planung, Bauausführung und Bauabnahme erstellt werden oder vorliegen müssen. Diese sind dem Bauherrn zu übergeben und während des Betriebes fortzuführen. Eine gut geführte Brandschutzdokumentation ist mehr als ein Nachweis - sie ist eine Gebrauchsanleitung für Nutzung und Betrieb und ein Nachschlagewerk um gewünschte Änderungen hinsichtlich der Genehmigungsfähigkeit, erforderlicher Anpassungen und somit des Aufwands zielsicher abzuschätzen. Sie trägt dazu bei, die ausgeführten Brandschutzmaßnahmen zu verstehen. Für die Baupraxis wird unter Berücksichtigung der formellen und materiellen Anforderungen aufgezeigt, welche Vorschriften bezüglich der Unterlagen bestehen, welche Probleme es erfahrungsgemäß gibt und wie sie sich im Vorfeld lösen lassen. Dabei wird auf die jeweiligen öffentlich-rechtlichen Vorschriften und sonstigen Bestimmungen themenspezifisch eingegangen. Für länderspezifische Vorschriften erfolgt die Erläuterung anhand der bayerischen Regelwerke, die Vorschriften in den anderen Bundesländern sind vergleichbar. Verbindliche Vordrucke (z. B. Bescheinigungen, Bestätigungen, Übereinstimmungserklärungen), Deckblätter (z. B. Zulassungen, Prüfzeugnisse, Klassifizierungsberichte, ETAs), Tabellen, Anwendungsbeispiele, Berechnungshinweise usw. sind Bestandteile dieses Handbuchs. Das Buch ist ein Leitfaden für alle Beteiligten: Bauingenieure, Architekten, Bauträger und Bauherren, Baubehörden - für Planung, Prüfung, Bauausführung, Abnahme, Inbetriebnahme in Neubau und Bestand.Table of ContentsÜber Den Autor v Vorwort vii Abkürzungsverzeichnis xiii 1 Allgemeines zur Dokumentation 1 1.1 Begriffsbestimmung und Ablaufphasen 1 1.2 Rechts- und Vertragsgrundlagen 2 1.2.1 Bauordnungsrecht 4 1.2.2 Privatrechtliche Rechtsbeziehungen 5 1.2.3 Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen 10 1.3 Anforderungen an die Unterlagen 11 1.3.1 Zuständigkeiten 12 1.3.2 Dokumentenübersichtsliste 14 1.3.3 Unvollständigkeit oder Mangelhaftigkeit der Bauvorlagen 14 1.3.4 Schrift- und elektronische Form 16 1.3.5 Aufbewahrungs- und Herausgabepflichten 19 1.3.6 Urheberrecht 21 1.3.7 Haftung 22 1.3.8 Ordnungswidrigkeiten 23 1.4 Zweck und Qualitätsmerkmale im Bestand 24 1.4.1 Dokumentation in Bestandsgebäuden 25 1.4.2 Wirtschaftliche Vorteile 26 1.4.3 Beweissicherung 27 1.4.4 Qualitätsmerkmale und Bestandskraft der Unterlagen 27 1.4.5 Archivierung von Unterlagen 28 Quellenhinweise 31 2 Genehmigungsunterlagen 33 2.1 Planungsleistungen 34 2.1.1 Bauherr 36 2.1.2 Entwurfsverfasser 37 2.1.3 Heranziehung von Fachplanern 37 2.1.4 Unternehmer 39 2.1.5 Bauvorlage- und Nachweisberechtigung 40 2.1.6 Genehmigungsplanung 41 2.1.7 Beratungsleistungen 45 2.2 Bauantrag 46 2.2.1 Bauvorlagen 52 2.2.2 Baubeschreibung zum Bauantrag 54 2.2.3 Amtlicher Lageplan 54 2.2.4 Bauzeichnungen 60 2.3 Brandschutznachweis 62 2.3.1 Schnittstelle zum Standsicherheitsnachweis 64 2.3.2 Form des Brandschutznachweises 72 2.3.3 Inhalt des Brandschutznachweises 73 2.3.4 Brandschutzpläne 76 2.3.5 Einteilung von Gebäuden in Gebäudeklassen und Sonderbauten 87 2.3.6 Allgemeine Anforderungen an Bauteile 90 2.3.7 AbschlüssevonÖffnungeninraumabschließendenBauteilen 91 2.3.8 Leitungsanlagen, Installationsschächte und -kanäle 102 2.3.9 Lüftungsanlagen 106 2.3.10 Nachweis der Rettungswege 108 2.3.11 Löschwasserversorgung für wirksame Löscharbeiten 116 2.3.12 Bescheinigungen, Planungsgutachten 118 2.3.13 Blitzschutzanlagen 119 2.3.14 Rechenverfahren nach DIN 18230-1 121 2.3.15 Ingenieurmethoden des Brandschutzes 125 2.3.16 Flächen für die Feuerwehr auf dem Grundstück 128 2.4 Prüfung von bautechnischen Nachweisen 131 2.4.1 Standsicherheitsnachweis 133 2.4.2 Brandschutznachweis 137 2.4.3 Prüfberichte und Bescheinigungen 139 2.5 Abweichungen 147 2.5.1 Abweichungen von materiellen Vorschriften 149 2.5.2 Isolierte Abweichungen 151 2.5.3 Abweichungen von den BayTB-Richtlinien 154 2.5.4 Abweichungen von den BayTB für Bauprodukte/-arten 158 2.5.5 Abweichungen von Ver- oder Anwendbarkeitsnachweisen 159 2.5.6 Gutachten des DIBt 171 2.6 Baugenehmigung 173 2.6.1 Baugenehmigungsspezifische Nebenbestimmungen 174 2.6.2 Inhalt der Baugenehmigung 175 Quellenhinweise 176 3 Ausführungsunterlagen 179 3.1 Planungsleistungen 180 3.1.1 Ausführungsplanung 180 3.1.2 Ausführungspläne 181 3.1.3 Ausführungsplanung – konstruktiver Brandschutz 182 3.1.4 Brandschutztechnische Infrastruktur 182 3.1.5 Ausführungsplanung – Brandschutz 193 3.1.6 Ausführungsunterlagen nach VOB/B 194 3.2 Leistungsbeschreibung 196 3.2.1 Leistungsphase 6 nach HOAI 196 3.2.2 Leistungsverzeichnis und Leistungsprogramm 197 3.2.3 Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen – Teil c 197 3.2.4 Unvollständige und fehlerhafte Leistungsbeschreibungen 198 3.3 Bauprodukte/-arten 200 3.3.1 Allgemeine Anforderungen, Begriffsbestimmung 200 3.3.2 Technische Regeln für Bauprodukte/-arten 203 3.3.3 Ver- und Anwendbarkeitsnachweise 207 3.3.4 Prüfzeugnisse, Klassifizierungsberichte 211 3.3.5 Bauprodukte/-sätze nach Rechtsvorschriften der EU 219 3.4 Baubeginn 235 3.4.1 Voraussetzungen für Bauausführung 236 3.4.2 Baubeginnsanzeige 240 3.4.3 Errichtung des Gebäudes 240 3.4.4 Objekt- und Bauüberwachung, Bauzustandsanzeige 248 3.4.5 Änderungs- und Tekturgenehmigung 261 3.4.6 Brandschutz während der Errichtung des Gebäudes 262 Quellenhinweise 264 4 Abnahme- und Prüfunterlagen 267 4.1 Organisation der Abnahme/Prüfung 268 4.2 Systematische Zusammenstellung der Unterlagen 269 4.2.1 Rechtliche Grundlagen 271 4.2.2 Aktenvermerke, Protokolle, E-Mails 272 4.3 Privatrechtliche Abnahme 272 4.3.1 Hauptpflichten 274 4.3.2 Abnahme nach BGB/VOB 275 4.3.3 Abnahme der Brandschutzingenieurleistungen 277 4.4 Unterlagen zu Bauprodukten/-arten 278 4.4.1 Ver- und Anwendbarkeitsnachweise 278 4.4.2 Übereinstimmungsbestätigungen 278 4.4.3 Nachweise nach EU-BauPVO 280 4.4.4 Schottkataster 282 4.5 Prüfung sicherheitstechnischer Anlagen 284 4.5.1 Fachunternehmererklärung 286 4.5.2 Sicherheitsanlagen-Prüfverordnung 289 4.5.3 Bescheinigung des Bezirksschornsteinfegers 306 4.5.4 Weitere Prüfungen 308 4.6 Berichte, Bescheinigungen und Bestätigungen 310 4.6.1 Berichte und Bescheinigungen nach BayBO 311 4.6.2 Bestätigungen nach BayBO 322 4.6.3 Überwachung der Mängelbeseitigung in LPH 8 HOAI 325 4.7 Aufnahme der Nutzung 329 4.8 Leistungsphase 9 HOAI 331 4.8.1 Mängel innerhalb der Verjährungsfristen 331 4.8.2 Gebäudebestandsdokumentation 334 Quellenhinweise 335 5 Instandhaltungsunterlagen 339 5.1 Planunterlagen 340 5.1.1 Feuerwehrpläne 340 5.1.2 Feuerwehr-Laufkarten 341 5.1.3 Flucht- und Rettungspläne 343 5.1.4 Bestuhlungs- und Rettungswegeplan 349 5.1.5 Weitere Pläne für Sonderbauten 351 5.2 Bauaufsichtliche Betriebsvorschriften 353 5.2.1 Brandschutzordnung 355 5.2.2 Räumungskonzept für den Gefahrenfall 356 5.2.3 Explosionsschutzdokument 362 5.2.4 Feuerversicherung 364 5.2.5 Brandschutzbeauftragter 364 5.2.6 Werkfeuerwehr 367 5.2.7 Baumaßnahmen im laufenden Betrieb des Gebäudes 368 5.3 Wiederkehrende Prüfungen 372 5.3.1 Wiederkehrende Prüfungen gemäß SPrüfV 373 5.3.2 Weitere Prüfungen und Wartungsleistungen 375 5.3.3 Prüfbücher 377 5.3.4 Dauerhaftigkeit von Bauprodukten/-arten 377 5.4 Prüfungen durch die Bauaufsichtsbehörde/Gemeinde 379 5.4.1 Prüfungen durch die Bauaufsichtsbehörde 379 5.4.2 Feuerbeschau 380 5.5 Überprüfung der Standsicherheit 382 Quellenhinweise 386

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Book SynopsisExtreme Ereignisse sind in unserem Denken meist weit weg entfernt. Treten sie trotzdem ein, treffen sie uns oft unerwartet. Wenn Ereignisse mit schweren Folgen für die Umwelt und den Menschen einzeln auftreten, werden sie von den meisten Menschen als extrem empfunden. Eine Vielzahl von kleineren Ereignissen über einen längeren Zeitraum, deren Wirkung in Summe ähnlich groß ist, kümmern hingegen kaum jemanden. Gerade bei großen Bauprojekten verursacht das Eintreten von nicht erwarteten, extremen Ereignissen wie Naturgefahren, der Einsturz einer Brücke oder der Brand in einem Tunnel oft eine auch öffentlich wahrgenommene Schockwirkung. Aber auch die Überschreitung von Kosten und Bauzeiten, bedingt durch unbekannte Risiken, verursachen Ängste und Schuldzuweisungen.Das Buch zeigt einen möglichen Weg auf, wie solchen unbekannten Risiken aber auch Chancen begegnet werden kann. Basierend auf wissenschaftlichen Grundlagen und umfangreichen prak-tischen Erfahrungen wird ein strukturiertes holistisches Chancen-Risiken-Management für Großprojekte erläutert. Auch auf die Corona-Thematik wird aus Sicht des Chancen-Risiken- Managements eingegangen.Trade Review"Konrad Bergmeister hat wiederholt gezeigt, dass er Großprojekte meistern kann: Indem er Risiken früh erkennt, unkonventionelle Lösungen wagt und auch in schwierigen Situationen Führung zeigt. Seine Stärken sind perfektes Risikomanagement und die Gabe Herausforderungen anzunehmen." REINHOLD MESSNERTable of ContentsVorwort xi 1 Licht in das Unbekannte 1 1.1 Einführung 1 1.2 Was ist holistisches Chancen-Risiken-Management? 4 1.3 Holistische Ansätze in den verschiedenen Wissenschaften 5 1.4 Erkenntnisse 12 2 Ungewisse Welt mit unbekannten Risiken 13 2.1 Was ist Ungewissheit? 13 2.2 Lösungen mit der Heuristik 14 2.3 Risiken durch Angst 15 2.4 Mehr Unsicherheit odermehr Chancen nach der Coronakrise? 18 2.5 Erkenntnisse 22 3 Unbekanntes und unvorhergesehene Ereignisse 25 3.1 Erkenntnisse aus der Literatur 25 3.2 Zufälle 28 3.3 Fortuna – Glück 31 3.4 Wunder – Magie 32 3.5 Grenzen des Wissens 34 3.6 Erkenntnisse 38 4 Evolution der Digitalisierung als Chance und Risiko 41 4.1 Digitale Vernetzung 41 4.2 Digitales Wissen 43 4.3 Unbekanntes wird bekannt – Chancen und Risiken einer digitalen Welt 45 4.4 Eine Chance zur Konvertierung der Welt 45 4.5 Erkenntnisse 46 5 Unsicherheit als akzeptables Maß an Sicherheit 49 5.1 Die Unsicherheit als eine Eigenschaft der realen Welt 49 5.2 Gesellschaftliche Akzeptanz von Unsicherheiten 53 5.3 Akzeptables Maß an Risiko in den Technikwissenschaften 56 5.4 Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bauwerken 58 5.5 Erkenntnisse 68 6 Extreme Ereignisse mit extrem geringer Eintrittswahrscheinlichkeit 71 6.1 Wild Cards, Damokles, Pythia, Pandora 71 6.2 Schwarze Schwäne und Drachen 72 6.3 Graue Schwäne 76 6.3.1 Offenes Bankenwesen 76 6.3.2 Soziale und ökologische Banken 76 6.3.3 Apokalyptischer Cyberangriff 76 6.3.4 Digitale Bank – Big-Tech-Player 77 6.3.5 Extremes geopolitisches Ereignis 77 6.4 Spix 77 6.5 Unwissen oder Unvorsicht (oder Dummheit) 79 6.6 Extrem große Wirkungen mit extrem geringer Eintrittswahrscheinlichkeit 79 6.7 Erkennungsmerkmale extremer Ereignisse 81 6.8 Vorsorge für extreme Risiken 82 6.9 Außergewöhnliche, unbekannte, seltene Ereignisse 83 6.10 Extreme Finanzrisiken 88 6.11 Extreme Versicherungsrisiken 89 6.12 Extreme Gesundheitsrisiken 89 6.13 Erkenntnisse 91 7 Chancen und Risiken – aktueller Stand des Wissens 95 7.1 Chance 95 7.2 Risiko 96 7.3 Risikokosten 98 7.4 Risikoakzeptanz und Sicherheitskultur 100 7.5 Erkenntnisse 102 8 Grundlagen zur Modellierung von Chancen und Risiken 105 8.1 Strukturierung der Risiken 105 8.2 Analysemethoden der Chancen und Risiken 106 8.3 Ursache von Schäden im Bauwesen 111 8.4 Wahrscheinlichkeit des Eintretens von Ereignissen 112 8.5 StatistischeModellierung der Auswirkungen von Einzelchancen und -risiken 112 8.6 Quantitative Risikovorsorge – Value-at-Risk 118 8.7 Modellierung extremer Ereignisse 125 8.7.1 Modellierungmit Extremwertverteilungen 126 8.7.2 Extremer Value-at-Risk 128 8.7.3 Expected Shortfall 129 8.7.4 Poisson-Verteilung 129 8.7.5 Die Block-Maxima-Methode 130 8.7.6 Die Schwellenwertmethode (POT-Methode) 131 8.7.7 Szenarienbasiertes Risikomanagement – Stresstest 132 8.8 Kritische Reflexion der Extremwertstatistik 133 8.9 Modellierung der Häufigkeit von Ereignissen 134 8.10 Aggregation der Einzelchancen und -risiken 134 8.11 Modellierung zeitlicher Prozesse 135 8.12 Robustheit 135 8.13 Resilienz und Antifragilität 136 8.14 Erkenntnisse 139 9 Phänomenologische Modellierung unbekannter, extremer Ereignisse 145 9.1 Holistischer Ansatz 145 9.2 Dynamische Chancen-Risiken-Kette 146 9.3 Dynamische Identifikation von Phänomenen 149 9.4 Katalysatoren extremer Ereignisse 154 9.5 Phänomene zur Prognose von Extremereignissen 156 9.6 Phänomenologische Modellierung 156 9.7 Berücksichtigung einer Gesamtvorsorge für das Chancen-Risiken-Management 158 9.8 Strukturierte Zusammenstellung der Methoden und der Maßnahmen 160 9.9 Erkenntnisse 162 10 Holistisches Chancen-Risiken-Management in der Bauwirtschaft 165 10.1 Wie und wann soll mit dem Chancen-Risiken-Management begonnen werden? 165 10.2 Identifizierbare und quantifizierbare Chancen und Risiken – deterministische Analyse 167 10.3 Vorgangsweise für die identifizierbaren und statistisch quantifizierbaren Chancen und Risiken – probabilistische Analyse 169 10.4 Erwartbare, aber nicht identifizierbare sowie nicht quantifizierbare Chancen und Risiken – auf Erfahrung basierende Risikovorsorge 174 10.4.1 Interne Risiken während der Projektabwicklung 174 10.4.2 Verwaltungstechnische und normative Risiken 176 10.4.3 Baugrundrisiko 177 10.4.4 Richtwertmethode zur Bewertung von erwartbaren Risiken 178 10.5 Phänomenologische Szenarien-Delphi-Methode zur Bewertung unbekannter, extremer Risiken 181 10.6 Präventive und postventive Maßnahmen 184 10.7 Kostenmanagement mit zeitlicher Entwicklung 184 10.8 Zusammenfassung und Ausblick 187 10.9 Erkenntnisse 187 11 Systematik und Methoden des holistischen Chancen-Risiken-Managements bei Großprojekten 191 11.1 Ziele 191 11.2 Skepsis gegenüber Großprojekten 192 11.3 Komplexität von Großprojekten 192 11.4 Ursachen für ein ineffizientes Risikenmanagement 193 11.4.1 Langsame Entscheidungen 193 11.4.2 Ablehnende Haltung gegenüber Risiken 193 11.4.3 Komplexes Chancen-Risiken-Management 194 11.5 Ablauf des holistischen Chancen-Risiken-Managements 194 11.5.1 Einführung 194 11.5.2 Identifikation von Chancen und Risiken 195 11.5.3 Strukturierung der Chancen und Risiken bei Großprojekten 197 11.5.4 Die Ereignisbaum-Delphi-Methode 200 11.5.5 Die Bewertung von Chancen und Risiken 202 11.5.6 Vorsorgemaßnahmen für Chancen und Risiken 202 11.5.7 Überwachung und Qualitätsmanagement 204 11.5.8 Kommunikation 204 11.6 Wo ein Wille, da ein Weg 205 11.7 Erkenntnisse 205 12 Umgang mit Chancen, Risiken und extremen Ereignissen 209 12.1 Globale Chancen und Risiken – nicht nur ein philosophischer Exkurs 209 12.2 Mit kognitivem Denken zu Lösungen 212 12.3 Durch Planung die Komplexität reduzieren 213 12.4 Akzeptanz von Ereignissen 218 12.5 Erkenntnisse 218 13 Management von Großprojekten 221 13.1 Erfordernisse beim Projektmanagement 221 13.2 Gelingt das Management von Großprojekten? 222 13.2.1 Schlüsselelemente für das Management 222 13.2.2 Management von großen Infrastrukturprojekten 224 13.3 Kritische Bewertung der Kosten und Bauzeiten bei Großprojekten 229 13.4 Schwierigkeiten bei der Umsetzung von Großprojekten 233 13.5 Defensives Entscheiden bei Großprojekten 236 13.6 Chancen-Risiken-Management bei Großprojekten 237 13.7 Erkenntnisse 239 14 Kommunikation und gesellschaftliche Interaktion 241 14.1 Wahrnehmung 241 14.2 Proteste 242 14.3 Externe Kommunikation – Einbindung der Bevölkerung 243 14.4 Interne Kommunikation, Besprechungen und Berichte 245 14.5 Wirkung der Kommunikation 246 14.6 Erkenntnisse 249 15 Vertrauen als Voraussetzung eines erfolgreichen Managements 251 15.1 Sorge und Misstrauen 251 15.2 Holismus des Vertrauens 252 16 Erkenntnis und Verantwortung 255

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