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107. Jahrgang April 2012 ISSN 0005-9900 A 1740

Beton- und Stahlbetonbau

- Lastfall später Zwang - Fugenlos Bauen im Hochbau - Hybridanker aus UHPC - Zerstörungsfreie Bestimmung der Längsspannung - Radar- und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren - Peek & Cloppenburg Wien


Innovation ist bei uns Standard. Der neue HALFEN HIT ist jetzt noch besser!

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er HIT ist schon lange ein Klassiker unter den HALFEN Produkten und am Markt erfolgreich etabliert. Profis schätzen das flexible System, denn es bietet für Bauherren und Planer zahlreiche Vorteile: eine hohe Wirtschaftlichkeit, die Vermeidung von Tauwasserund Schimmelpilzbildung, die Senkung von Heizkosten und von CO2 -Emissionen. Gerade weil der HIT so gut ist, haben wir ihn jetzt noch besser gemacht – mit dem HIT-HP High Performance.

Hohe Brandschutzklasse als Standard Noch höhere Sicherheit – deshalb verfügen alle neuen HALFEN HIT-HP ISO-Elemente standardmäßig über die europäische Feuerwiderstandsklasse für tragende Bauteile mit und ohne Raumabschluss REI 120 (F120).

Kraftvolle Elemente Die HIT-HP-Elemente sind jetzt noch stärker. Sie können ab einer Deckenstärke von 16 cm bis zu 160 kN/m Querkraft übertragen.

Mehr Flexibilität Das Standard-Element HIT-HP MV gibt es jetzt in neuen und noch mehr Größen: 25 cm, 50 cm und 100 cm. Zeitaufwändige Schneidearbeiten auf der Baustelle fallen weg.

Einfacher Einbau Bei der Montage von oben stören keine herausragenden Stäbe.

100 cm Modul

Sichere Planung Die Planungssicherheit ist gewährleistet, da keine Begrenzung der Querkrafttragfähigkeit durch Zusatznachweise der Planer notwendig ist.

25 cm Modul

Viele Argumente, ein Fazit: Die Produkte von HALFEN bedeuten Sicherheit, Qualität und Schutz – für Sie und Ihr Unternehmen.

Verbesserte Wärmedämmung Der neue HIT-HP kommt ohne Drucklager und Querkraftstäbe aus. Stattdessen verwenden wir modernste Druck-Schub-Lager aus einem ultrahochfesten, faserbewehrten Mörtel. RAL-GZ 658-2

HALFEN GmbH · Engineering · www.halfen.de HALFEN GmbH · EngineeringSupport Support· Tel.: · Tel.:0 021 2173 73/ /970-90 90 30 30 · www.halfen.de


Inhalt

Ein Gebäudekomplex aus einem 19-geschossigen, 76 m hohen Büroturm, drei Gebäuderiegeln und einem Parkhaus mit 2.000 PKW-Stellplätzen. Ab Dezember diesen Jahres wird er Vodafones neue Konzernzentrale am Düsseldorfer Seestern sein. Die Schalungs- und Gerüstsysteme für die fünf zeitgleich zu errichtenden Bauwerke lieferte PERI mit bis zu zehn LKW pro Tag. Unter Federführung der PERI Niederlassung Düsseldorf wurde hierfür ein umfassendes Gesamtpaket aus technischen, kaufmännischen und logistischen Dienstleistungen maßgeschneidert. Dadurch und durch optimal aufeinander abgestimmte Systemkombinationen und einfach zu bedienende Bauteile wurden einige Bauabschnitte bis zu zwei Monate früher als geplant fertiggestellt (siehe Beitrag S. 18). (Foto: Peri GmbH)

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107. Jahrgang April 2012, Heft 4 ISSN 0005-9900 (print) ISSN 1437-1006 (online) Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG www.ernst-und-sohn.de

Editorial 215

Michael Blaschko Wie viel Normung braucht das Land? Fachthemen

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Andreas Meier Der späte Zwang als unterschätzter – aber maßgebender – Lastfall für die Bemessung

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Michael Fastabend, Tobias Schäfers, Mark Albert, Barbara Schücker und Norbert Doering Fugenlose und fugenreduzierte Bauweise – Optimierung im Hochbau

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Hermann Weiher, Christian Tritschler, Michael Glassl und Sebastian Hock Hybridanker aus UHPC – Erstanwendung bei der Verstärkung der Rheinschleuse Iffezheim mit Dauerlitzenankern

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Eckhardt Schneider, Peter Bindseil, Christian Boller und Wolfgang Kurz Stand der Entwicklungen zur zerstörungsfreien Bestimmung der Längsspannung in Bewehrungsstäben von Betonbauwerken Berichte

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Thomas Kind und Jens Wöstmann Kombinierte Radar- und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung

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Jan Akkermann und Krzysztof Golonka Weltstadthaus Peek & Cloppenburg Wien Mögliche Realteilung zur nachhaltigen Gebäudenutzung Rubriken

peer reviewed journal: Beton- und Stahlbetonbau ist ab dem Jahrgang 2007 beim Web of Knowledge (ISI) von Thomson Reuters akkreditiert. Impact-Faktor 2010: 0,265

Aus Wiley InterScience wird Wiley OnlineLibrary

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aktuelles (s. a. S. 261) Veranstaltungskalender Stellenmarkt Produkte und Objekte

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Softwarelösungen für Bauingenieure Schalungstechnik aktuell Anbieterverzeichnis

www.wileyonlinelibrary.com, die Plattform für das Beton- und Stahlbetonbau OnlineAbonnement Bautechnik 81 (2004), Heft 1

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Softwarelösungen Produkte & Objektefür Bauingenieure

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Der innere Seelenfrieden bei der Projektabwicklung

Die Firma OfficeWare bietet ein modernes Management-System für die Projektarbeit in Ingenieurbüros an. Es sind alle wichtigen Bereiche enthalten: Projektsteuerung, Projektorganisation, projektorientierte Ablage der E-Mails, Dokumente, Pläne etc., interne Auswertungen, Berichte für Auftraggeber, Finanz-Controlling. (Foto: OfficeWare)

„Es ist nicht nur die ungeheuerliche Flut an E-Mails, die unorganisiert überall verteilt sind, viel schlimmer ist, dass es für mich eines regelrechten Kraftaufwandes bedarf, die Übersicht über die einzelnen Projekte zu behalten. Die Arbeit wird immer mehr, ebenso die Verantwortung, und das alles in weniger Zeit“, äußert der Inhaber eines Ingenieurbüros auf die Frage, wie er sein Unternehmen organisiert. Und weiter: „und das, obwohl ich als Chef eigentlich den vollen Überblick haben sollte und auch darum Sorge tragen müsste, dass nach den Vorgaben gearbeitet wird. Aber wer soll all die Vorgaben überwachen?“ Was kann hier helfen? Unbestritten ist, dass man den heutigen Anforderungen generell nur mit einer besseren Software gerecht werden kann. Aber auch hier gilt: es gibt eine Flut an „perfekten“ Software-Systemen, die alle mehr oder weniger dasselbe versprechen.

Wie behält man die Übersicht?

Wenn man sich dann einmal die Mühe macht, die vollmundigen Versprechen zu hinterfragen und sich die Systeme einmal näher anzusehen, wird man oft genug wenig Innovatives und wenig Praxistaugliches vorfinden. Das Kernproblem bleibt: Wie behält man die Übersicht über die Fülle an Aufgaben und über die Masse an Dokumenten und Informationen? Übersehen wird dabei oft, dass sich während des Arbeitsprozesses die Sicht auf die Arbeiten, auf die Daten und Dokumente ändert. Während häufig nur an die Ablage und die Nachkalkulation gedacht wird, gibt es die wirklich wichtigen Anforderungen an einer ganz anderen Stelle. Heute geht es hauptsächlich darum, mehr softwaregestützte Automatismen zur Hand zu haben, die den Mitarbeiter bereits während der Projektarbeit unterstützen. Dies beginnt mit simplen Dingen wie zum Beispiel die unzähligen E-Mails projektorientiert in den Griff zu bekommen. Es geht damit weiter, dass die Aufgaben standardisiert gesteuert werden und hört mit der automatisierten Berichterstellung auf. An dieser Stelle trennt sich dann die Spreu vom Weizen: Ist es nicht paradox, wenn Software Übersichtlichkeit für die Projektarbeit verspricht, aber die Software selbst alles andere als übersichtlich ist? Marktgängige Software-Systeme für Ingenieure stellen häufig den Controlling-Gedanken, also die Nachkalkulation in den Vordergrund und nur rudimentär die Unterstützung der Projektarbeit.

Selbst mit zu wenig Personal und zu wenig Zeit die erforderliche Qualität

Um das Ziel eines modernen zukunftssicheren Ingenieurbüros zu erreichen, müssen zwei Dinge zusammenpassen: Der Wille des Ingenieurbüros, sich rechtzeitig den neuen Anforderungen zu stellen und eine Managementsoftware einzusetzen, die diesen neuen Kriterien gewachsen ist. Das Ergebnis wird sein, dass selbst mit zu wenig Personal und zu wenig Zeit die erforderliche Qualität erreicht wird und auch mehr Umsatz zu erzielen ist. Dies nicht nur, weil viel effektiver gearbeitet wird, sondern weil auch die versteckten Zusatzarbeiten berechnet werden können, da das Managementsystem die entsprechenden Auswertungen liefert. Ein zeitgemäßes Management-System muss im Grunde dieselben Kriterien erfüllen wie ein Wissensmanagement: Die Systeme selbst dürfen keinen Mehraufwand bedeuten und die Arbeiten müssen durch Automatismen unterstützt werden. Weshalb soll man z.B. einen Plan in einer Versandliste manuell eintragen, wenn das System doch feststellen kann, dass er soeben per E-Mail versandt wurde? Weshalb soll ein Bericht nicht automatisch erstellt werden, wenn sich doch die Daten während der normalen Tagesarbeit von selbst ansammeln?

Moderne Managementsysteme für Ingenieurbüros bilden die unterschiedlichen Anforderungen gleichwertig ab: – Projektsteuerung und Projekt-Organisation – Projektorientierte Ablage der E-Mails, Dokumente und Pläne – Interne Auswertungen und Berichte für den Auftraggeber – Controlling, Nachkalkulation Weitere Informationen: OfficeWare Information Systems GmbH, Gaimersheimer Straße 38, 85057 Ingolstadt, Tel. (08 41) 88 67-1 00, Fax (08 41) 88 67-1 11, contact@OfficeWare.de, www.OfficeWare.de

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www.ingpages.de Bild 1. Software AxisVM – Aaresteg, Fürst Laffranchi Bauingenieure GmbH, Wolfwil

Software für den Bauingenieur

Bild 2. Software AxisVM – Linsi + Deutelbeiss Ingenieurunternehmung GmbH, Pfäffikon

Moderne Berechnungsprogramme ermöglichen es dem Ingenieur immer komplexere Tragsysteme in immer kürzerer Zeit zu untersuchen und schneller auf Projektänderungen zu reagieren. Dadurch kann sich der Ingenieur auf die eigentliche Projektierung konzentrieren. Die Anwendung von Computerprogrammen erfordert spezifisches Fachwissen und ersetzt in keinem Fall die altbewährte Handrechnung, welche zur Plausibilitätsprüfung der Ergebnisse oder für Vorabklärungen nach wie vor unverzichtbar bleibt.

Push-Over Verfahren. Ein unschätzbarer Vorteil der 3DModellierung ist der minimale Aufwand bei Projektänderungen. Müssen z. B. bei einer schon fertig berechneten und dokumentierten Variante einer Tragstruktur für das statische System signifikante Änderungen vorgenommen werden, ist dies einfach und rasch durchführbar. Nach erneuter Berechnung des modifizierten Modells sind dann nicht nur alle Resultate sondern auch die schon erstellten Ausgabe-Reporte mit tabellarischen und grafischen Auswertungen automatisch aktualisiert. Selbstverständlich kann mit AxisVM die erforderliche Bewehrung aller Bauteile aus Stahlbeton automatisch ermittelt werden – für Stützen sogar mit einem räumlichen My-Mz-N Interaktionsdiagramm. Nachweise für die Ausnutzung von Stahl- und Holzstäben nach diversen Kriterien sind ebenfalls verfügbar. Dank der internationalen Verbreitung von AxisVM werden alle wichtigen Normen unterstützt. AxisVM wird permanent weiterentwickelt und garantiert deshalb dem Bauingenieur den Nutzen des neusten Standes der Technik.

Statik/Dynamik

Erdbebenberechnung

Die Aufgaben und die Arbeitsweise des Bauingenieurs hat sich in den letzten Jahren durch die immer größere Verbreitung von elektronischen Hilfsmitteln stark verändert. Sie übernehmen die eigentliche Rechenarbeit schnell und präzise, stellen den Ingenieur aber auch vor neue Herausforderungen.

In den letzten Jahren hat eine neue Generation von 3D-Berechnungssoftware für statische und dynamische Analysen von Tragwerken Einzug in den Bauingenieurbüros gehalten. Eines dieser neuen Generation ist AxisVM, ein höchst effizientes Werkzeug für FE-Analysen von beliebigen Tragwerken. Bei der 3D-Modellbildung wird nicht unterschieden zwischen Flächen- und Stabtragwerken. In einem einzigen Modell können alle verfügbaren Elemente (Stäbe, Fachwerkstäbe, Plattenbalken, Platten, Scheiben, Schalen) beliebig miteinander kombiniert werden. Das komplexe 3-dimensionale Tragverhalten beispielsweise im Zusammenhang mit Abfangungen und Auskragungen kann auf diese Weise realitätsnah abgebildet werden. Nach einer Berechnung stehen in jedem Punkt des Tragwerks alle Beanspruchungen, Spannungen und Verformungen etc. zur Auswertung zu Verfügung. Die Auswertung der Resultate kann tabellarisch und/oder grafisch erfolgen, wobei der Anwender die Wahl zwischen diversen Darstellungsoptionen hat, bis hin zur Video-Animation des texturiert dargestellten verformten Modells.

Für Erdbebenanalysen neuer Gebäude wird heute mehrheitlich das Antwortspektren Verfahren eingesetzt, welches im Programm AxisVM komplett integriert ist. Vorwiegend mit Mauerwerkswänden ausgebildete Gebäude werden immer häufiger mit dem Programm 3muri auf ihre Erdbebentauglichkeit überprüft. 3muri verwendet die verformungsbasierte Push-Over Methode für ein räumliches Rahmenmodell aus Makroelementen und berücksichtigt das nichtlineare Materialverhalten von Mauerwerk und Beton. In diesem Programm stecken die Ergebnisse langjähriger Forschungsarbeiten auf dem Gebiet des Erdbebenverhaltens von Mauerwerk und den sich ergebenden komplexen Bruchmechanismen. Das Programm liefert detaillierte grafische Analysen des Bruchverhaltens der Wände, welche zur Planung von allfälligen Verstärkungsmaßnahmen erforderlich sind. Solche Maßnahmen (Ersatz von Mauerwerkswänden durch Betonwände, GFK-Verstärkungen) können dann im Modell simuliert und der Erfüllungsgrad nach erfolgten Maßnahmen ermittelt werden.

Minimaler Aufwand bei Projektänderungen

Bedeutung der Plausibilitätsprüfung

Die intuitiv bedienbare grafisch-interaktive Benutzeroberfläche befähigt den Anwender nach kurzer Einarbeitungszeit anspruchsvolle Tragwerke zu bearbeiten. Das Programm erlaubt lineare und nichtlineare statische Analysen, Knick- und Beulanalysen, Eigenschwingungsberechnungen, dynamische Analysen (Time History), Erdbebenanalysen nach Antwortspektren- und A6

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Ingenieurtechnische Berechnungen erfolgen heute zum Großteil elektronisch. Dies ermöglicht zwar die Verwendung von realitätsnahen statischen Modellen, erfordert aber entsprechende Kenntnisse im Umgang mit der eingesetzten Software. Ebenso entscheidend, wie die Wahl des Programms und des statischen Modells ist die Plausibilitätsprüfung, welche in den meisten Fäl-


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Softwarelösungen für Bauingenieure

Bild 3. Software Axis VM – Hunger Engineering, Chur

Bild 4. Software 3muri – Hotel Ekkehard SG, Grünfelder + Lorenz AG, St. Gallen (Abb.: IngWare)

len nach wie vor durch eine Handrechnung vorgenommen wird. Auch wenn die meisten Berechnungen von Computern übernommen werden, die eigentliche Ingenieurarbeit, namentlich der Entwurf der Tragkonstruktion und deren konstruktive Ausbildung muss zwingend durch einen qualifizierten Ingenieur erfolgen.

Weitere Informationen: IngWare GmbH, Seestraße 78, 8703 Erlenbach, Schweiz, Tel +41 (0)44 910 34 34, Fax +41 (0)44 310 34 35, info@ingware.ch, www.ingware.ch

Statik mit Dynamik Kombiniert beliebig

Vielseitig einsetzbar

Bowling Halle, Brig Devaud, Monigatti + Associés SA, Fribourg

Solothurn Entlastung West, Aaresteg Fürst Laffranchi Bauingenieure GmbH, Wolfwil

Dynamisch flexibel

Richti-Areal, Wallisellen ZH JägerPartner AG Bauingenieure sia Zürich Wiel Arets Architects Zürich

Kurhaus Oberwaid, St.Gallen Grünenfelder + Lorenz AG Bauingenieure, St. Gallen

ingware.ch

Sperre Trachtbach, Brienz Mätzener & Wyss Bauingenieure AG, Interlaken

IngWare GmbH CH-8703 Erlenbach · fon +41 44 910 34 34 www.ingware.ch · info@ingware.ch

Mit dem Besten rechnen


Softwarelösungen für Bauingenieure

Start eines weltweiten BIM Objekt-Portals

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BIMobject startete unlängst sein cloudbasiertes Portal für intelligente BIM (Building Information Modeling)-Objekte. Das Portal wird in der Lage sein, die Kommunikation und den Informationsfluss zwischen der Bauindustrie und den Planern durch die Verwendung digitaler Abbilder von Bau-und Einrichtungs-Produkten zu optimieren.

TERMINGERECHT

HERGESTELLT

Kevin (54) und seinem Unternehmen gelingt es, Betonfertigteile termingenau zu produzieren. Planung und Detaillierung integriert mit der Fertigung und Projektverwaltung ermöglichen die Kontrolle über den ganzen Bauprozess vom Verkauf bis zur fehlerfreien Montage und effektiven Änderungsverwaltung. Durch die Arbeit an ein und demselben Tekla-Modell stehen allen Partnern die aktuellsten Baudaten zur Verfügung, in Echtzeit. Tekla Structures BIM (Building Information Modeling)Software bietet eine datenintensive 3D-Umgebung, die von Bauunternehmern, Planern, Konstrukteuren und Fertigungsbetrieben sowohl im Stahl- als auch Betonbau gemeinsam genutzt werden kann. Tekla ermöglicht besseres Bauen und eine optimale Integration bei Projektmanagement und -auslieferung.

Das Ziel dieses vollständig web-basierenden Portals ist es, sich als der Ort im World Wide Web zu etablieren, wo nahezu alle Produkte für den Hochbau als intelligente BIM-Objekte repräsentiert werden. Von hier können Ingenieure, Architekten, Designer, Innenarchitekten und Bauunternehmen – unterstützt von vielfältigen Such- und Filtermöglichkeiten – BIM Objekte für das von ihnen verwendete CAD/BIM-Systeme wie Autodesk Revit, AutoCAD, ArchiCAD, Allplan oder ähnliche finden, herunterladen und in die Planung integrieren. Alle aus dem Portal herunterladbaren BIM Objekte sind kostenfrei in CAD/BIM Planungswerkzeugen nutzbar. BIM Objekte verfügen über eine Vielzahl von spezifischen Herstellerinformationen, die über die Standardinformationen von ordinären CAD Files hinausgehen und somit die Effizienz des BIM Planungsprozess’ erheblich erhöhen. Planer müssen ihren Planungs-Prozess nicht unterbrechen, um nach weitergehenden Produkt-Informationen zu suchen, da diese bereits in den BIM-Objekten integriert sind. BIM-Objekte enthalten sämtliche Angaben zu Materialien, verfügbaren Konfigurationen, Typen, Klassifizierungen, benutzerdefinierte 2D-Symbol, optimierte 3DGeometrie sowie alle anderen Produkt-Informationen, auch URLs (Web-Links) mit Verweisen auf die Website des Herstellers und PDF-Dateien für die Montage und Wartung Dokumentation können Teil der BIM-Objekte sein. Besonderes Augenmerk wurde auf die optimale Auffindbarkeit im WEB durch etablierte Suchmaschinen etc. gelegt. Dies erhöht die Sichtbarkeit der auf BIMobject verfügbaren Produkte. Durch intelligente Softwarefeatures und die effiziente Datenbankstruktur ist gewährleistet, dass Produktupdates einfach durchführbar sind und somit die angebotenen Bauteile stets auf den aktuellen Stand sind. Durch die zusätzlichen Informationen in den BIM Objekten entsteht auch nach dem Abschluss der Planung ein zusätzlicher Nutzen bei der Produktion und nach Fertigstellung der Gebäude auch in der Verwaltung der Gebäude (Facility Management). Für die nächsten Monate sind laufende Verbesserungen der Funktionalität des Portals geplant, insbesondere die Anzahl der verfügbaren BIM Objekte wird rapide zunehmen.

Über BIMobject AB:

Die Mission von BIMobject, einem Netzwerk von Unternehmen und Partnern rund um die Welt, ist es, seine Kunden – ProduktHersteller in der Bauindustrie, dabei zu unterstützen, durch eine stärkere Web-Präsenz und intelligente qualitative hochwertige Produktinformationen für den BIM-Planungsablauf in mehr Entscheidungsprozessen berücksichtigt zu werden und somit messbar mehr Umsatz zu generieren. Das Unternehmen bietet Software-Tools, Web-Lösungen und Dienstleistungen um seine Kunden bei der Erstellung, Konvertierung und Publikation von BIMObjekten im Internet zu unterstützen. BIMobject kreiert somit einen direkten digitalen Weg von Herstellern von Bau-Produkten über die Benutzer von BIM-Software zu den Entscheidern in Bauprojekten aller Größen rund um die Welt. Weitere Informationen: BIMobject Corporate headquarters, World Trade Center, Jungmansgatan 12, 211 19 Malmö, Schweden, Tel. +46 40 685 29 00, info@bimobject.com, www.bimobject.com

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Softwarelösungen für Bauingenieure

Um mit der Schal- und Bewehrungsplanung Gewinne zu steigern, müssen Büros heute nicht nur fehlerfrei, sondern auch sehr schnell arbeiten. Es ist aber nicht nur wichtig Planungsunterlagen schnell erstellen zu können, genauso wichtig ist es, Korrekturen bei den ständig anfallenden Änderungen schnell durchführen zu können. Mit STRAKON 2012 von DICAD ist dies möglich. Der Hersteller behauptet sogar, die Arbeitszeit mit STRAKON 2012 halbieren zu können. Aber ist das wirklich möglich?

Bild 1. Ingenieurbau

Bild 2. Hochbau

STRAKON ist ein planorientiertes 2D-Werkzeug für Schal- und Bewehrungsplanung, das vor einigen Jahren um die 3D-Planung mit einem eigenen Rechenkern erweitert wurde. Es ermöglicht somit eine 2D, eine 3D, oder eine 2D/ 3D kombinierte Planung. Mit diesem CAD-System werden alle Aufgabenbereiche der Tragwerksplanung im Ingenieur-, Hoch- und Fertigteilbau bedient.

Und tatsächlich kann, durch die beschleunigten Eingaben und Korrekturmöglichkeiten in der Bewehrungsplanung, die Arbeitszeit halbiert werden. Aber wie kann es zu dieser Zeitersparnis kommen?

Einsparung von bis zu 90 % der Klicks

Durch die Quickbox, als Schnellzugriff für sämtliche parametrisierte Funktionen, ist es möglich mit STRAKON 2012 bis zu 90 % der Klicks einzusparen. Die breiteren Nutzungsmöglichkeiten der SmartClicks führen zu einer ähnlich hohen Beschleunigung der Eingabe. Zudem kann mit STRAKON, durch die Nutzung von Freihandsymbolen (Mausgesten), wichtige Arbeitszeit durch bis zu 50 % Klickreduzierung eingespart werden. Der automatische Bewehrungseinbau mit Vorschau durch AdHoc-Bewehrung mit Stabstahl und Matten, eine Vielzahl an neuen Eingaben sowie neue Korrekturmöglichkeiten in der Bewehrungsplanung gehören zu den wichtigsten Weiterentwicklungen in Sachen Zeitersparnis. Die neuen 3D Planungs- und Präsentationsmöglichkeiten runden die Planungsleistung mit diesem Werkzeug ab. STRAKON 2012 ist ein schnelles und komfortables Werkzeug und kann für viele Büros den entscheidenden Vorsprung am Markt bedeuten. Weitere Informationen: DICAD Systeme GmbH, Theodor-Heuss-Straße 92–100, 51149 Köln, Tel. (0 22 03) 93 13-0, Fax (0 22 03) 93 13-1 99, service@dicad.de, www.dicad.de

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Gewinnmaximierung durch beschleunigte Schal- und Bewehrungsplanung


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Softwarelösungen für Bauingenieure

Hybrid-Technik für digitale Statikdokumente Dokumentationen von Bauprozessen enthalten bekanntlich verschiedenste Informationen – Texte, Berechnungen, Zeichnungen, Fotos, Herstellerunterlagen und Zitate aus Normen. In der Regel stammen diese aus unterschiedlichsten Quellen und sind nur eingeschränkt miteinander kompatibel. Sollen diese Daten in einheitlichen digitalen Dokumenten zusammengestellt werden, ergeben sich mit den verfügbaren Standardprogrammen Problemstellungen, die nur mit einem erheblichen Zeitaufwand gelöst werden können. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die digitale Dokumentation. Spezielle Softwarelösungen zur technischen Dokumentation sind in anderen Industriebereichen längst Stand der Technik. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis sie sich auch im Bauwesen durchsetzen. Allerdings benötigt unsere Branche Lösungen, die an die wirtschaftlichen und organisatorischen Randbedingungen im Bauwesen angepasst sind. Unser Industriezweig ist durch weniger homogene Strukturen geprägt. Das reflektiert auch die Software. Statt Produkte großer globaler Anbieter dominieren zahlreiche Fachprogramme kleiner und mittlerer Software-Häuser das Angebot. Statt Industriestandards für Schnittstellen existieren im Bauwesen zahlreiche Insellösungen.

Herstellerübergreifende Ansatz

Das Software-Haus Veit Christoph beschäftigt sich seit Jahren mit der Fragestellung, wie einfach und effizient statische Dokumente zusammengestellt, verwaltet und wiederverwendet werden können. Die BauText-Edition von VCmaster gilt heute als Standardlösung für die Erstellung digitaler technischer Dokumentationen und Berechnungen in der Baustatik. Der herstellerübergreifende Ansatz von VCmaster ist laut Hersteller einzigartig. Durch einen intelligenten Druckertreiber können die Ausgaben sämtlicher Programme übernommen und in einem einheitlichen Dokument zusammengestellt werden. Diese Treiber-Technologie wurde 2006 unter dem Namen „t2W“ (transpose to worksheet) eingeführt (siehe Bild).

Die neuen Möglichkeiten, die sich durch die t2W-Technologie ergaben, wurden durch die Anwender sehr schnell und umfassend genutzt. Statische Berechnungen mit tausend Seiten und mehr wurden vollständig digital erstellt. Damit steigen die Anforderungen, die an VCmaster gestellt wurden. Der Speicherbedarf der übernommenen Daten wurde so groß, dass die bis dahin gängige Praxis, solche Daten im Textdokument abzulegen, in Frage gestellt wurde. Mit VCmaster hybrid erschien Ende 2011 eine weitere, äußerst innovative Technologie, die diese Fragestellung umfassend löst.

Vorteile aus interaktiver Textverarbeitung und pdf kombiniert

Die VCmaster hybrid-Technologie verbindet die Vorteile einer interaktiven Textverarbeitung mit den Vorteilen, die durch PDFTechnologien bekannt sind. Die Software verwaltet Bereiche, die der Anwender wie in jedem anderen Textprogramm bearbeiten kann und solche, die nicht bearbeitet werden müssen und somit komplett ausgelagert werden. Die clevere und komplexe Technologie arbeitet vollständig automatisch. Der Anwender muss nicht eingreifen und wird i. d. R. keinen Unterschied bemerken. Mit der neuen Hybrid-Technologie wird VCmaster den immer größer werdenden Ansprüchen an die digitale technische Dokumentation gerecht. Die Hybrid-Technologie stellt in ihrer Leistungsfähigkeit andere Dokumentationswerkzeuge weit in den Schatten. Dokumente mit tausenden Seiten können problemlos zusammengestellt werden, da die Ressourcen des Computers optimal genutzt und somit geschont werden. Die riesigen Dokumente werden in einem Bruchteil der Zeit geladen, bearbeitet und gespeichert. Das Konzept wird durch einen intelligenten PDF-Export mit Komprimierungs- und Verschlüsselungsoptionen ergänzt. Weitere Informationen: Veit Christoph GmbH, Gotthilf-Bayh-Straße 50/1, 70736 Fellbach, Tel. (07 11) 51 85 73-30, Fax (07 11) 51 85 73-45, info@veitchristoph.de, www.bautext.com

Die Funktionsweise von t2W ist einfach. Mit wenigen Mausklicks wird ein Ausdruck übernommen: 1) Druckausgabe anwählen 2) Auf t2W-Schnittstelle klicken 3) Seiten und Bereich auswählen 4) Ausdruck in VCmaster übernehmen (Abb.: Veit Christoph)

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Softwarelösungen für Bauingenieure

Softwarelösungen für die Bemessung von Hohlkörperdecken Die Firma Cobiax Technologies ermöglicht durch den Einsatz von kugelförmigen Kunststoff-Hohlkörpern in Ortbetondecken den Bau von leichten, wirtschaftlichen und besonders materialeffizienten Deckenkonstruktionen. Stahlbetondecken mit integrierten Cobiax Hohlkörpermodulen sind ab einer Deckendicke von 20 cm, unabhängig vom statischen System (ein- oder mehrachsig gespannt), ausführbar. Die Planung und Bemessung einer solchen Cobiax Hohlkörperdecke erfolgt grundsätzlich analog zu der einer massiven Stahlbetondecke. Sie wird nach Norm und allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung durch den jeweiligen Tragwerksplaner, unabhängig vom Produkthersteller, durchgeführt. Für die Berechnung einer Cobiax Hohlkörperdecke kann grundsätzlich jedes beliebige FEMProgramm genutzt werden. Als Hilfsmittel für die Bestimmung des Deckenquerschnittes und zur Ermittlung der Cobiax spezifischen Eingangsparameter dient hierbei die Cobiax Software quick & light. Aber auch spezielle FEM-Programme, die bereits alle Cobiax spezifischen Parameter und Rechenprozeduren enthalten, wie z. B. das Programm Tripla der Dr. Volker Tornow Software, können für die Berechnung einer Cobiax Hohlkörperdecke genutzt werden.

Prinzipielles Vorgehen bei der Bemessung

Die Geometrie, das statische System und das FE-Netz werden analog zu einer massiven Stahlbetondecke mit reduzierter Eigenlast und geringfügig abgeminderter Deckensteifigkeit erzeugt.

Nach Durchführung des ersten Rechenlaufes werden durch Vergleich mit dem zulässigen Cobiax Querkraftwiderstand die Massivbereiche der Deckenkonstruktion bestimmt. In einem zweiten Rechenlauf wird abschließend die höhere Eigenlast in den Massivbereichen berücksichtigt.

Cobiax Software quick & light

Die Cobiax spezifischen Eingangsparameter für die statische Berechnung mit einem beliebigen FEM-Programm (Eigenlastreduzierung, Steifigkeitsfaktor und Cobiax Querkraftwiderstand) können in Abhängigkeit vom Deckenquerschnitt und dem gewählten Hohlkörpermodul mit der Cobiax Software quick & light bestimmt werden (Bild 2). Die Berechnung der Eingangsparameter erfolgt wahlweise nach DIN 10451, EC2, SIA 262 oder ÖNORM B 4700. Als Ausführungsvariante kann entweder eine reine Ortbetonlösung oder eine Kombination mit Halbfertigteilen (Bild 3), auch in Verbindung mit einer Bauteiltemperierung (Bild 4), gewählt werden. In Abhängigkeit vom Deckenquerschnitt wird vom Programm ein passendes Cobiax Hohlkörpermodul vorgeschlagen. Die Festigkeitsklasse des Betons und dessen Wichte können variiert werden. Neben Eigenlastreduzierung, Steifigkeitsfaktor und Querkraftwiderstand werden durch das Softwaretool die Betoneinsparung im Hohlkörperbereich berechnet und ein Verbundnachweis mit abgeminderter Verbundfläche geführt. Der Nutzer hat die Möglichkeit seinen eigenen Firmenkopf inkl. Grafik in die Software zu integrieren. Die Ausgabe erfolgt entweder als direkter Druck, als Export in eine PDF-Datei, bzw. als Teilexport der Grafik des Deckenquerschnittes in eine JPEG-Datei. Die Cobiax Software quick & light steht kostenfrei unter www.cobiax.com/de/downloads.html zum Download bereit.

FEM-Programm Tripla

Bild 1. Cobiax Hohlkörpermodule in der Ausführung, Vodafone Campus, Düsseldorf

Neben der herkömmlichen Anwendung entsprechend der oben genannten Vorgehensweise ermöglicht das FEM-Programm Tripla der Dr. Volker Tornow Software optional eine automatische Berücksichtigung der Cobiax Technologie bei der Berechnung. Dafür sind bereits alle Cobiax spezifischen Parameter in dem Programm implementiert. Durch Auswahl des Hohlkörpermodultyps und der Deckendicke, erfolgt eine automatische Berücksichtigung der Lastreduzierung und eine Anpassung des Steifigkeitsfaktors. Eine weitere Vereinfachung


Softwarelösungen für Bauingenieure

Beliebig viele Bauvorhaben durchgängig bearbeiten www.ingpages.de

Mit ORCA AVA kann der Anwender beliebig viele Bauvorhaben durchgängig bearbeiten – vom Anlegen der Projektdaten bis hin zur Aufmaßprüfung und Rechnungskontrolle. Die Vorteile: Alle einmal erfassten Eingaben können für zahlreiche unterschiedliche Auswertungen genutzt werden, Übertragungsfehler entfallen, Zeitersparnis.

Bild 2. Eingabemaske der Cobiax Software quick & light

Bild 3. Deckenquerschnitt, Ausführungsvariante mit Halbfertigteilen

Übersichtlich stellt die Navigationsleiste alle Prozesse zur Kostenberechnung, Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung und Kostenmanagement hierarchisch strukturiert dar. Die zahlreichen Funktionalitäten zur Kostenermittlung und Kostenkontrolle unterstützen den Planer optimal bei der Einhaltung vereinbarter Budgets. Den korrekten Datenaustausch aller Projektbeteiligten garantieren die standardmäßig im Lieferumfang enthaltenen Schnittstellen, z.B. GAEB 90/2000/XML, und DATANORM. ORCA AVA ist GAEB und STLB-Bau zertifiziert. Aus vielen Programmteilen ist auch der Export der kompletten Datenstruktur in Microsoft Office-Formate möglich. Besonders komfortabel ist die Anbindung an www.ausschreiben.de. Hier veröffentlichen Bauprodukthersteller aus den unterschiedlichsten Gewerken ihre Ausschreibungstexte zum Gratis-Download. Zum Download stehen die Ausgabeformate GAEB 90, PDF, DOC, Text, DATANORM 5, HTML, XML und ÖNORM zur Verfügung. In ORCA AVA und zahlreiche andere moderne AVA-Anwendungen kön-

Bild 4. Deckenquerschnitt, Kombination mit Bauteiltemperierung (Fotos/Abb.: Cobiax)

wird durch einen speziellen „Cobiax-Knopf“ erreicht. Nach der Ermittlung der Biegebewehrung im ersten Rechenlauf werden durch Betätigung dieses Knopfes automatisch die erforderlichen Massivbereiche generiert. Dies geschieht durch einen Vergleich der einwirkenden Querkräfte mit den berechneten Cobiax Querkraftwiderständen. Ebenfalls automatisch erfolgt eine Korrektur der Eigenlast und der Steifigkeit für die Massivbereiche für den abschließenden zweiten Rechenlauf. Weitere Informationen: Cobiax Technologies GmbH, Otto-von-Guericke-Ring 10, 65205 Wiesbaden, Tel. (0 61 22) 9 18 45 00, Fax (0 61 22) 9 18 45 40, info.germany@cobiax.com, www.cobiax.com

A12 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Schnell, komfortabel und korrekt: In ORCA AVA und zahlreiche andere moderne AVAAnwendungen können die Texte auch direkt per Drag & Drop übernommen werden

nen die Texte auch direkt per Drag & Drop übernommen werden: schnell, komfortabel und korrekt. Die Online-Datenbank ist frei zugänglich, der Aufbau ist übersichtlich und ermöglicht eine intuitive Handhabung, die Arbeitsumgebung ist vollständig werbefrei. Weitere Informationen: ORCA Software GmbH, Georg-Wiesböck-Ring 9, 83115 Neubeuern, Tel. (0 80 35) 96 37-0, Fax (0 80 35) 96 37-11, info@orca-software.com, www.orca-software.com, www.ausschreiben.de


Softwarelösungen für Bauingenieure

Neues Programm für die Temperaturanalyse von Rechteck- und Kreisquerschnitten

Mathematisch wird die instationäre Wärmeleitung in einem Festkörper über eine partielle Differentialgleichung 2.Ordnung beschrieben. Da die Materialeigenschaften Wärmeleitfähigkeit, Rohdichte und spezifische Wärmekapazität selbst temperaturabhängig sind, wird die Lösung numerisch mit Hilfe der Methode der finiten Elemente ermittelt. Bei der Temperaturanalyse von Stahlbetonquerschnitten wird die Bewehrung vernachlässigt, da der Einfluss des Bewehrungsstahls vernachlässigbar klein ist. An den Rändern müssen die Wärmestrahlung und Konvektion berücksichtigt werden. Wesentliche Eingabeparameter sind: Bauteilfeuchte 1–3 % Rohdichte bei T= 20 °C Beton: XX = 2200–2500 kg/m3 Wärmeübergangskoeffizient αc = 25 W/(m2K) beflammte Seite αc = 4…9 W/(m2K) für die feuerabgekehrte Seite Emissionswert der Bauteiloberfläche Beton: m = 0,7 Wärmeleitfähigkeit Beton: Bandbreite zwischen oberem und unterem Grenzwert

Bild 1. Das Programm Stahlbetonstütze verfügt über eine Schnittstelle für die Heißbemessung

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Das neue Frilo-Programm TA dient der Berechnung von Temperaturfeldern in rechteckigen und kreisförmigen Betonquerschnitten unter Brandangriff. Als Brandbeanspruchung wird die Einheits-Temperatur-Kurve (ETK) nach DIN EN 1991-1-2:2010-12 berücksichtigt.

Software für Statik und Tragwerksplanung

Eurocode

Aktuelle Programmliste auf www.frilo.de

Heißbemessung nach Euronorm: B5 - Stahlbetonstütze + TA - Temperaturanalyse

Demo www.frilo.de FDD - Frilo.Document.Designer

Organisieren und Erstellen der Projektdokumente, Einbinden externer Formate und Anwendungen

Bild 2. Das Frilo-Programm TA berechnet Temperaturfelder in Betonquerschnitten unter Brandangriff (Abb.: Frilo)

Schnittstelle Heißbemessung in B5 – Stahlbetonstütze

Aus dem Frilo-Programm B5 – Stahlbetonstütze wird das Programmmodul TA über eine direkte Schnittstelle aufgerufen. Gegenüber der bisherigen Verwendung der Temperaturprofile nach DIN EN 1992 1-2 Anhang A ergeben sich mit Hilfe des neuen Moduls TA genauere Temperaturen, insbesondere wenn die Querschnitte von denen nach Anhang A abweichen. Außerdem können die nach dem Entwurf des nationalen Anhanges zur DIN EN 1992 1-2 gültigen Randbedingungen berücksichtigt werden, die von denen bei der Ermittlung der Temperaturprofile nach Anhang A hinsichtlich des Grenzwertes der thermischen Leitfähigkeit direkt und hinsichtlich Feuchte und Dichte indirekt abweichen. Weitere Informationen: Friedrich + Lochner GmbH, Stuttgarter Straße 36, 70469 Stuttgart, Tel. (07 11) 81 00 20, Fax (07 11) 85 80 20, info@frilo.de, www.frilo.de

Friedrich + Lochner GmbH Stuttgarter Straße 36 70469 Stuttgart Tel: 0711-81 00 20 Fax: 0711-85 80 20

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Spannbetonbemessung nach Eurocode 2 mit RFEM Mit den RFEM-Zusatzmodulen RF TENDON und RF-TENDON Design ermöglicht Dlubal-Software jetzt die Bemessung von Spannbetonstäben mit nachträglichem Verbund nach EN 1992-1-1 (Betonkonstruktionen) und EN 1992-2 (Betonbrücken). RF-TENDON dient dabei der Definition der Spannglieder und in RF TENDON Design erfolgt die Spannbetonbemessung nach Eurocode 2 auf der Grundlage der Ergebnisse von RF-TENDON und RFEM.

Arbeiten mit RF-TENDON

dann die Schnittgrößen rechnerisch ermittelt werden. RF TENDON berücksichtigt unter anderem die sofortigen Spannkraftverluste durch Reibung, Verankerungsschlupf, Relaxation und elastische Verformung des Betons.

Arbeitsweise RF-TENDON Design

Beim Öffnen von RF-TENDON Design werden alle bis dahin ermittelten Daten eingelesen. Hier wird zusätzlich zu der bereits definierten Spannbetonbewehrung die Stahlbetonlängs- und Bügelbewehrung ergänzt. Dafür stehen benutzerfreundliche Eingabetools zur Verfügung. Für die Spannbetonstäbe werden die erforderlichen Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise nach EN 19921-1 und optional nach EN 1992-2 geführt. Die Bemessung erfolgt für Normalkraft, Doppelbiegung, Schub, Torsion und kombinierte Schnittgrößen. Ebenso wird geprüft, ob die Bewehrungsregeln nach Eurocode 2 eingehalten wurden. Die Ergebnisausgabe erfolgt in übersichtlich gegliederten Tabellen. Für eine umfassende Dokumentation der Ergebnisse werden in beiden Zusatzmodulen Ausdruckprotokolle generiert, die ausgedruckt oder in eine RTF-Datei exportiert werden können.

Zuerst werden in RFEM die Struktur, Lastfälle (Lastfall Vorspannung ohne Belastung) und Lastfallgruppen definiert. RFTENDON übernimmt die RFEM-Daten inklusive der Querschnitte und Materialien. Es werden dann die Spannglieder definiert. Dafür steht in der Datenbank eine Vielzahl von Spannstählen zur Verfügung. Es können gerade und parabelförmige Spannglieder automatisch und manuell definiert werden. Der Spanngliedverlauf lässt sich im 3D-Rendering übersichtlich darstellen. Die Lastfälle bzw. Lastfallgruppen werden Zeitintervallen zugeordnet. Es erfolgt dann die Berechnung der Vorspannkräfte. Diese werden automatisch an RFEM übergeben, wo

Weitere Informationen und Demoversionen: Ing.-Software Dlubal GmbH, Am Zellweg 2, 93464 Tiefenbach, Tel. (0 96 73) 92 03-0, Fax (0 96 73) 92 03-51, info@dlubal.com, www.dlubal.de

Bild 1. Visualisierung des Spanngliedverlaufs in RF-TENDON

Bild 2. Nachweis der Rissbreite in RF-TENDON Design (Abb.: Dlubal)

A14 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4


Eins für Alles: Alle Projekte, alle Leistungen, alle Verträge Die Branchenedition ABACUS allprojects für Ingenieure und Architekten verbindet Aspekte aus verschiedenen Bereichen wie Büromanagement, Unternehmensführung und Projektcontrolling. Das integrierte System sorgt mit durchgängig konsistenten Daten für mehr Transparenz, mehr Profitabilität und weniger Administrationsaufwand. Die praxisnahe Lösung wurde gemeinsam mit Ingenieurdienstleistern realisiert. Die Entwicklergruppe setzte sich aus Unternehmensvertretern, Fachberatern und Branchenkennern zusammen. Im Rahmen der Produktenwicklung definierte, diskutierte und analysierte das versierte Expertenteam spezifische Anforderungen. Das Ergebnis: eine branchenorientierte und bedarfsgerechte Software. „Der intensive Austausch war sehr anregend und impulsgebend für uns. Wir konnten unser Know-how einbringen und signifikante Bedürfnisse akzentuieren“, bilanziert Lars van den Hoogen von John Becker Ingenieure.

Ganzheitlicher Ansatz

Der ganzheitliche Ansatz der Softwarelösung ist ein Novum in der Branche. Denn, das zeigen Studien und Marktanalysen: Bislang fristen die Softwareprogramme in Ingenieurbüros in der Regel ein abgeschottetes Dasein. Das Ressourcen-Management ist vielerorts eine Anwendungsinsel; nicht viel besser sieht es bei der Integration von Projektcontrolling-Systemen aus. Häufig sind lediglich fragmentierte Lösungen etwa für die Bauzeitenplanung, Leistungserfassung oder Honorarermittlung vorhanden. Ein integrierter Ansatz fehlt. Diese Lücke schließt die Branchensoftware von ABACUS. Denn die integrale Betrachtung aller Bereiche ist der Schlüssel für mehr Kostentransparenz – die Voraussetzung, um Projekte profitabel und Planungsbüros wirtschaftlich zu führen.

Gefühlter Gewinn

Umfragen wie der jährliche Bürokostenvergleich belegen, dass Planungsbüros intensiver unter betriebswirtschaftlichen Kriterien geführt werden müssen. Nur die konsequente Betrachtung aller Bereiche und Leistungsprozesse trägt zur Existenzsicherung und zum Unternehmenswachstum bei. Aus Mangel an ebenso klaren wie flexiblen kaufmännischen Softwarelösungen setzen viele Ingenieurdienstleister immer noch klassische Tabellenkalkulationsprogramme fürs Controlling ein. Das ist ineffizient, zeitaufwändig und fehleranfällig. Zudem stößt die Topologie der Tabellenkalkulation an ihre natürlichen Grenzen – vor allem, wenn mehrere großformatige Projekte parallel bearbeitet werden. Die oft eingesetzten Insel-

lösungen führen zu Medienbrüchen und in der Folge zu Mehrfacheingaben; inkonsistente, nicht zeitgerecht verfügbare Daten und Schnittstellen zu vor- oder nachgelagerten Systemen erhöhen das Fehlerrisiko, erfordern Mehraufwand für die Administration und schmälern so die Profitabilität. Die Betrachtung und Auswertung betriebswirtschaftlicher Daten ist mittlerweile unerlässlich für erfolgreiche Planungsbüros – auch, um die Kostenund Terminsicherheit gegenüber dem Bauherren zu gewährleisten.

Controlling versus Kreativität

Ingenieurbüros stehen heute zudem einem verschärften Wettbewerb und sich permanent ändernden Rahmenbedingungen (Stichwort Basel III) gegenüber. Unter den Anforderungen des Alltags kommen Themen wie Finanzmanagement und Büroorganisation oft zu kurz. Dennoch stellen sich viele Geschäftsführer die Frage: Wie kann man höhere Gewinne erzielen – ohne die Qualität und Kreativität der Projekte zu gefährden? Kostensicherheit und Wirtschaftlichkeit stehen darum im Fokus von Projekten. Und genau darin liegt die große Stärke der webbasierten Branchenlösung: Als optimiertes Produkt der ABACUS ERP-Familie bringt die modular aufgebaute Software ausgereifte, starke Komponenten mit – allen voran die Module Projektcontrolling, Finanzbuchhaltung und Reporting.

Eins für Alles

Die Branchensoftware entfaltet ihre volle Wirkung als integriertes System, das den gesamten Projektzyklus umfasst: Von der Akquise und der Angebotserstellung nach HOAI über die Erfassung sämtlicher Leistungen bis hin zur Projektabrechnung und Erstellung der Bilanz. Soll-Ist-Analysen geben einen schnellen Überblick über Budget und Leistungsstände, neue Bauvorhaben lassen sich dank standardisierter Projektvorlagen quasi per Mausklick anlegen und strukturieren. Projekte werden präziser und schneller kalkuliert, da das System die Honorarordnung für Architekten und Ingenieure nebst freien Leistungsverzeichnissen beinhaltet. Die Software unterstützt Ingenieure mit einfach anzuwendenden Instrumenten, die eine konsolidierte Sicht auf Daten ermöglichen. Projektstände, Auswertungen und Kennzahlen können schnell und einfach ermittelt werden. Dank des integrierten Dokumentenmanagements lassen sich Verträge, Protokolle oder technische Unterlagen direkt den entsprechenden Projekten zuordnen. Damit sich Ingenieure wieder auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren können, benötigen sie agile Anwendungen, mit denen sie auch von unterwegs ihre Adressen verwalten, Leistungen erfassen, Termine managen und Bauprojekte zuverlässig steuern können. Dank moderner webbasierter Technologie bietet ABACUS allprojects eine neue Qualität an Flexibilität und

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Mobile Bauleitung – alle Daten gleich bei Erfassung zugeordnet www.ingpages.de

Dass bei so komplexen Dingen – wie dem Bau eines Gebäudes – Mängel passieren und auch in Zukunft passieren werden ist eine unumstößliche Tatsache. Der offizielle DEKRABericht zu Baumängeln an Wohngebäuden kommt zu folgendem eindeutigem Resultat: – 32 Mängel/Wohngebäude mit Beseitigungskosten > 10.000 € – Mängel sind über den ganzen Bauprozess verteilt Das Fazit lautet: Eine unabhängige, mehrstufige Qualitätskontrolle vermeidet Mängel und wirtschaftlichen Schaden.

Professionelle Steuerungsinstrumente wie ABACUS allprojects schaffen eine systematische Grundlage zur Erfolgskontrolle und damit neuen Freiraum für planerische Kreativität.

Transparenz: Feste und freie Mitarbeiter können jederzeit und überall auf das System zugreifen – vom Büro, von der Baustelle, von unterwegs; über den PC, das Notebook oder das iPad. Professionelle Steuerungsinstrumente wie ABACUS allprojects schaffen eine systematische Grundlage zur Erfolgskontrolle und damit neuen Freiraum für planerische Kreativität. Das Ergebnis: eine profitable Performance. „Das Programm schafft Transparenz von A bis Z, von der Angebotserstellung über die Budgetierung, die Zeiterfassung und Projektsteuerung bis hin zum Controlling und zur Erstellung der Bilanz. Mit ABACUS allprojects haben wir endlich eine Lösung gefunden, die zu uns passt und mit der wir auch für die Zukunft bestens gerüstet sind,“ resümiert Matthias Dittmann, Geschäftsführer der Dittmann + Ingenieure Bauplanung GmbH & Co. KG. Weitere Informationen: ABCUS Business Solutions GmbH, Bavariaring 44, 80336 München, Tel. (089) 189 31 27 –0, Fax (089) 1893 127 10, info@abacus-solutions.de, www.abacus-solutions.de

Für den idealen Bauablauf sind eine perfekte Bauzeitenplanung und lückenlos geführte Bautagebücher eine absolute Notwendigkeit. Das Problem dabei liegt in der – bis dato – aufwändigen Erstellung und Pflege derselben. Genau die oben genannte unabhängige, mehrstufige Qualitätskontrolle und Dokumentation ist für den Verantwortlichen – aus Zeitmangel – das eigentliche Problem. Das ständige Erfassen und Dokumentieren der Baustellensituation (inkl. externer Kamera und Diktiergerät) geht ja noch relativ schnell. Das eigentliche Problem liegt aber danach im manuellen Zusammenführen der Informationen im Büro. Fotos/Videos und Sprachnotizen müssen Baustellen/Protokollen/ Leistungsständen/Mängeln/Räumen und Verantwortlichen nachträglich zugewiesen werden. Wenn dies aus Termingründen nicht zeitnah geschehen kann wird es noch deutlich schwieriger.

Mobile, lückenlose Baudokumentation

Alle Daten/Fotos/Sprachnotizen werden schon auf der Baustelle – direkt bei der Erfassung – den richtigen Einträgen zugeordnet. Diese aufwändige Arbeit muss – statt wie bisher zweimal – nur noch einmal erledigt werden. Die mobil erzeugten Protokolle (Wetter, Anwesende, Leistungsstände, Mängel, Fristen) inkl. aller Mediadaten können dann später wieder per WAN/ WLAN ins Büro synchronisiert werden. Die Daten werden offline auf den Mobilgeräten bearbeitet. Auch an das einfache Mitnehmen von Dokumenten (PDF, JPG, DOC, XLS, GAEB) aus dem Büro wurde gedacht. pro-Report liest die Daten von pro-Plan, um – mobil auf der Baustelle – die Vorgänge zu kontrollieren. D. h. einmal am Mobilgerät erfasste Leistungsstände der Gewerke werden beim Synchronisieren automatisch in den Bauzeitenplan zurückgeschrieben. Durch die mobile und lückenlose Dokumentation mit pro-Report reduziert sich das Haftungsrisiko des Verantwortlichen. So werden die Anforderungen der HOAI übertroffen und auch der Bauherr wird beeindruckt sein. pro-Plan, die intelligente Bauzeiten- und Projektplanung, lässt sich durch optionale Module erweitern. Man kann direkt auf seine Adressen (viele AVA-Systeme/Outlook) zugreifen. Aktuelle Feiertage und Ferien aller Bundesländer sind enthalten. Die Eingabe von Werktagen und das Verwalten und Verknüpfen von mehreren Balken in einer Zeile sind nur ein kleiner Teil der praxisbezogenen Lösungen, die pro-Plan bietet. pro-Plan wurde speziell für die Aufgabe der einfachen und schnellen Bauzeitenplanung entwickelt und wird mittlerweile von allen namhaften Bausoftware-Herstellern empfohlen.

Mobiler GAEB-LV Betrachter

der mobile iGAEB-Viewer ist die ideale Lösung für schnelle Information auf der Baustelle. Es können beliebig viele GAEB-LVs auf das iPhone/iPad übertragen werden. Die schnelle Information mit Mengen, Kurz- und Langtext/Bildern und den Preisen sowie die einfache und schnelle Volltextsuche zeichnen den iGAEB-Viewer aus.

A16 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4


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Das minimiert Stress und die Zeit um Informationen zu suchen. Nicht zuletzt wird auch der Bauherr beeindruckt sein, wenn man alle Informationen jederzeit (auch offline) zur Hand hat.

Einfache Handhabung, volle Prozesskontrolle: Das neue mobile Zeiterfassungssystem „OptiControl“ sorgt bereits in der Baubranche für deutlich mehr Effektivität. Auch andere Branchen haben die Vorteile der IT-Lösung erkannt und setzen sie bundesweit ein. (Foto: Daniel Hopkins) Die mobile Bauleitung pro-Report gibt es jetzt auch für iPhone, -Pod und -Pad (Foto: gripsware)

Weitere Informationen und eine kostenlosen 30-Tage Vollversionen zum Praxistest: gripsware gmbh, Wangener Str. 3, 88267 Vogt, Tel. (0 75 29) 91 14 12, post@gripsware.de, www.gripsware.de

tungszeiten für die Anwendung der neuen Software erübrigen sich. Weitere Informationen: OptiTime GmbH & Co KG, Schulten Sundern 14, 48432 Rheine, Tel. (05975) 9282 665, Fax (05975) 9282 928, info@optitime.de, www.optitime.de

Unkomplizierte mobile Einsatzmöglichkeiten Mindestens 1.000 € pro Mitarbeiter und Jahr können Unternehmer mit der Software „OptiControl“ einsparen. Das Besondere an dem neuen Zeiterfassungssystem für Projekte aller Art sind die unkomplizierten mobilen Einsatzmöglichkeiten. Je nach Anspruch und Bedarf der Kunden werden die Daten dabei per Mobiltelefon, Tablet PC, mobilem Terminal oder einem digitalen Kugelschreiber – dem mit einer Kamera versehenen „OptiPen“ – erfasst. Die Datenermittlung in Echtzeit ermöglicht den Anwendern ein perfektes Projektcontrolling. Den Anwendern von „OptiControl“ steht neben der Baumaschinen- und Geräteplanung eine Vielzahl weiterer Optionen zur Verfügung. So kann man Mitarbeiter und Geräte effektiver als zuvor disponieren. Bauleiter können in Echtzeit auf ungünstige Entwicklungen reagieren und die Ressourcen entsprechend verwalten, ein digitales Bautagebuch kann geführt werden und durch die mobilen Lösungen mit dem OptiPen und dem TabletPC muss auf gewohnte Arbeitsprozesse nicht verzichtet werden. Darüber hinaus könne die IT-Lösung Daten aller individuellen Baulohn-Regelungen abbilden, die digital über spezielle Schnittstellen an die bestehenden Lohnbuchhaltungsprogramme der Unternehmen übertragen werden. Dadurch werde eine lückenlose Lohnbuchhaltung auf Knopfdruck möglich. Neben der Kostenersparnis ist insbesondere die leichte Handhabung von „OptiControl“ ein echter Vorteil. Denn Mitarbeiter müssen nicht, wie gewohnt, die Software erlernen, sondern die Software passt sich an die bestehenden Unternehmensprozesse und Datenverarbeitungsprogrammen an. So ändere sich etwa nichts am Erscheinungsbild von Stundenzetteln oder Organisationsplänen. Lediglich die Art und Weise der Übermittlung und Erfassung der Daten erfolgen auf digitalem Weg – mobil und automatisiert. Langwierige und kostenintensive Schulungen und EinarbeiBeton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Schalungstechnik

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Verkürzte Bauzeit mit maßgeschneidertem Schalungs- und Dienstleistungskonzept Ein maßgeschneidertes Schalungs- und Gerüstkonzept sowie umfangreiche Dienstleistungen sorgten am Düsseldorfer Seestern für eine verkürzte Rohbauphase beim Bau der neuen Vodafone Zentrale. Im Dezember 2012 wird das Mobilfunk-Unternehmen Vodafone seine neue Konzernzentrale am Düsseldorfer Seestern beziehen. Der imposante Bauwerkskomplex mit dem 19-geschossigen, 76 m hohen Büroturm sowie drei Gebäuderiegeln und einem Parkhaus weist ca. 110.000 m² Bruttogrundfläche und 2.000 PKW-Stellplätze auf.

Logistikkonzept und Systemkombinationen optimal angepasst

PERI plante und lieferte die Schalungs- und Gerüstsysteme für die fünf zeitgleich zu errichtenden Bauwerke. Unter Federführung der PERI Niederlassung Düsseldorf wurde hierfür ein umfassendes Gesamtpaket aus technischen, kaufmännischen und logistischen Dienstleistungen maßgeschneidert. Pro Tag lieferten bis zu zehn LKWs das erforderliche Schalungs- und Gerüstmaterial auf die Baustelle – entsprechend einem durchdachten Logistikkonzept, in enger Abstimmung mit der Bauleitung und angepasst an den Bauverlauf. Zudem sorgten optimal aufeinander abgestimmte Systemkombinationen und einfach zu bedienende Bauteile für einen raschen Baufortschritt. Dadurch konnten einige Bauabschnitte bis zu zwei Monate früher als geplant fertiggestellt werden.

Bild 2. Um den 19-geschossigen Büroturm gliedert sich die Sockelbebauung mit drei Gebäuderiegeln und einem Parkhaus. PERI unterstützte die Baustellenverantwortlichen mit einem maßgeschneiderten Schalungs- und Gerüstkonzept sowie mit umfangreichen Dienstleistungen – dies verkürzte die Rohbauphase.

Markanter Büroturm wächst stetig in die Höhe

Der markante Büroturm dominiert den Gebäudekomplex. Nicht nur die Fassade ist elliptisch geformt, die Krümmung setzt sich auch beim zentral angeordneten Stahlbetonkern fort. Die PERI Ingenieure konzipierten hierfür eine an die Bauwerksgeometrie und an die Baustellenanforderungen angepasste Schalungslösung mit Kletterschalung, Kletterschutzwand und Ausfahrbühnen auf Basis des RCS Schienenklettersystems. Dessen mobile Selbstkletterhydraulik sorgte für kranunabhängige Arbeitsvorgänge. Selbst der Betonverteiler kletterte mithilfe einer ACS P Arbeitsplattform ohne Kranunterstützung mit 3,74 m Regeltakthöhe in die jeweils nächste Etage. Kombiniert wurde die Selbstkletterlösung mit krankletternden Schachtbühnen. Vier Geschosse nachlaufend wurden die 28 cm starken Hohlkörperdecken hergestellt – im Schutz der RCS Kletterschutzwand und geschalt mit der alu-leichten SKYDECK Paneel-Deckenschalung.

Bild 3. Der Stahlbetonkern des elliptisch geformten Büroturms wächst mithilfe der PERI RCS und ACS Selbstklettertechnik nach oben, die RCS Kletterschutzwand sichert die Absturzkanten der nachfolgend zu errichtenden Geschossdecken. (Fotos: PERI GmbH)

Gut kombiniert: Große Deckenflächen effizient geschalt

Zur effizienten Herstellung der Geschossdecken in den vier Sockelgebäuden wurde die SKYDECK mit VARIODECK Deckentischen kombiniert. Während sich mit der Paneel-Deckenschalung in Verbindung mit dem Fallkopfsystem kurze Schalzeiten und eine verringerte Materialvorhaltung erzielen ließen, sorgten auskragende Tische in den Randbereichen für rasches Umsetzen großer Schalflächen mit dem Kran. Die längs verlaufenden Stahlriegel SRU ermöglichen hierbei große Auskragungen, zudem ist die Arbeitsbühne bereits im System integriert.

Bild 1. Am Düsseldorfer Seestern sind fünf Bauwerke zeitgleich zu errichten, dies erforderte ein durchdachtes Logistikkonzept.

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Weitere Informationen: PERI GmbH Schalung Gerüst Engineering, Rudolf-Diesel-Straße 19, 89264 Weißenhorn, Tel. (0 73 09) 9 50-0, Fax (0 73 09) 9 51-0, info@peri.de, www.peri.de


Schalungstechnik

Beton mit lebendiger Oberfläche

Die vier Hauptgebäude aus Beton mit einer Bruttogeschossfläche von 43:300 m² und einem Bruttorauminhalt von 179.000 m³ erstellt die Grossmann Bau GmbH & Co KG Rosenheim. Die Einheiten sind bis zu 180 Meter lang und 105 Meter breit und ragen 21 Meter über die Geländekante. Teils zweigeschossig, gehen die Keller bis 11 Meter in die Tiefe. Die Ausführungszeit soll im August 2013 enden, die Auftragssumme beläuft sich auf 15,5 Mio €.

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Mehr als 500 Wissenschaftler untersuchen ab 2014 gemeinsam den Zusammenhang zwischen Genen, Umwelt und Krankheiten. Bund und Land Bayern finanzieren dafür in Planegg-Martinsried bei München das Biomedizinische Centrum (BMC) der Ludwig-Maximilians-Universität LMU, einen Komplex aus vier Gebäudeteilen um einen grünen Innenhof.

Bild 2. Bauherrn und Architekt sprach die lebendige Oberflächenstruktur an, die sich durch die Schalplatte ergibt. (Fotos: Klöpferholz)

mit einem sehr ordentlichen Oberflächenergebnis. Unter dieser Voraussetzung sehen wir einen der großen Vorteile der SCHALOPLAN® Profi Platten in ihrem guten Preis-Leistungsverhältnis.“ Weitere Informationen: Klöpferholz GmbH & Co. KG, Schleißheimer Straße 104, 85748 Garching, Tel. (0 89) 3 29 51-0, Fax (0 89) 3 29 51-9 05

Bild 1. Für den Rohbau des Biomedizinischen Centrums der Universität München orderte das Bauunternehmen Grossmann 750 m² SCHALOPLAN ® Profi Schalplatten.

Die Vorgaben für das Bauunternehmen: 4.000 m² Sichtbetonwände in SB3. „Dafür verwenden wir SCHALOPLAN® Profi Schalplatten von Klöpfer Construction“, erklärt Bauleiter Siegfried Huber. „Nach der Sichtung von Musterbetonflächen entschieden sich die Vertreter des staatlichen Bauamts München als Bauherr für dieses Produkt.“ Die Schalplatte ergebe eine lebendige Struktur der Betonoberfläche, lobt der Architekt von Team Ernst2 München. Statt einer farblich sterilen Oberfläche erzeuge SCHALOPLAN® Profi feine Schattierungseffekte. Die bisher 750 m² Schalplatten kommen direkt von Klöpfer Construction in Garching auf die Baustelle. „Beratung und Kundenservice sind erstklassig“, würdigt Siegfried Huber, „und wir sind beeindruckt von der zuverlässigen und schnellen Lieferung“. Klöpfer Construction-Leiter Alwin Pohl sieht sich als innovativer Partner für das Bauhauptgewerbe mit dem Wettbewerbsvorteil von Eigenentwicklungen. „Weil wir die Ansprüche unserer Kunden kennen, können wir genau passende Produkte konfigurieren.“ SCHALOPLAN® Profi mit PEFC-Zertifikat eigne sich speziell für höhere Sichtbeton- Anforderungen – die Oberfläche ist glatt, die Filmbeschichtung beträgt 300 g pro m². „Die Schalplatte eignet sich für die Decken- und Wandschalung von Sichtbeton und malerfertigem Beton bis zu SB3“, informiert Alwin Pohl. „Wir legen besonderen Wert auf eine gute Standzeit der Schalplatten“, erklärt Siegfried Huber. Der Bauleiter zieht knapp 4 Monate nach Grundsteinlegung des Biomedizinischen Centrums Zwischenbilanz: „Wir fahren jetzt teils 10 bis 12 Einsätze

EIN SCHWARZER TAG für Wasser & Feuchtigkeit

Das GAPFLEX-SYSTEM , bestehend aus extrem widerstandsfähiger EPDM-Folie und äußerst haftfähigem MS-Polymer-Kleber, dichtet Arbeitsfugen und Sollrissquerschnitte an Bauteilen aus Beton effektiv und sicher ab.

Gut für Ihr Bauwerk. Schlecht für alles Flüssige. wba.de/gapflex

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Schalungstechnik

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Schalung für ein Baumhaus „il tronco“ – der Stamm – lautet die Bezeichnung für Pforzheims derzeit wohl spektakulärstes Bauvorhaben, das nach seiner geplanten Fertigstellung im Sommer dieses Jahres das Bild des Bahnhofplatzes maßgeblich prägen wird. Hier entsteht ein 10-stöckiges Stahlbeton-Skelett mit verklinkerter Fassade. Seinen Entwurf einer „steinernen Haut auf geschwungener Fassade“ hat der Mailänder Designer, Architekt und Bildhauer Michele De Lucchi den natürlichen Formen eines Baumstammes nachempfunden. Die mit den Rohbauarbeiten beauftragte Erwin Pfirmann Industriebau GmbH & Co. KG setzte für die Erstellung des anspruchsvollen Baukörpers Schalungssysteme der ULMA Betonschalungen und Gerüste GmbH ein. Ulma lieferte außer der Rahmenschalung ORMA, der Rundschalung BIRA und der Trägerschalung ENKOFORM unterschiedliche Sätze Stützenschalung, ENKOFLEX-Deckenschalung sowie Deckentische in Standard- und Sonderausführung. Neben der reibungslosen Logistik trugen schaltechnische Sonderlösungen der ULMA-Planer zur schnellen und flexiblen Erstellung der aufwendigen Geometrie des „Pforzheimer Baumhauses“ bei. Der Baukörper verfügt über insgesamt zehn Stockwerke, von denen drei Stockwerke unterirdisch liegen. Diese nehmen eine zweistöckige Tiefgarage sowie die komplette Haustechnik auf. Für den oberirdischen Teil ist im Erdgeschoss ein Restaurantbereich mit Freiterrasse und Läden vorgesehen. Auf weiteren sechs Stockwerken werden 4.000 m2 als Büroflächen zur Verfügung stehen. Bereits im Vorfeld der Planungen habe festgestanden, dass das neue Gebäude einen Bezug zum Baum aufweisen sollte – insbesondere aufgrund der räumlichen Verbundenheit der Stadt Pforzheim zum nahegelegenen Schwarzwald, so die Architekten Stephan Jung und Hardy Gloss von der Pforzheimer as Planungsgesellschaft mbH, die De Lucchi vor Ort vertreten. Insofern stellt „der Stamm“ das ideale Symbol für die kreisfreie Stadt als Pforte zum Schwarzwald dar.

Spektakuläre Formung

Im Grundriss stellt sich der Baukörper als Dreieck mit abgerundeten Ecken dar, wobei sich die Fassaden im Gegensatz zur geraden Treppenhauserschließung nach oben verjüngen. Zusätzliche wellenförmige Verwindungen in Längsachse geben dem Bauwerk das Gepräge eines gewachsenen Baumstamms, sorgten bei der Ausführung allerdings auch für manche Herausforderung. „Während il tronco etagenweise nach oben wuchs, hielt praktisch jeder Bauabschnitt seine schalungstechnische Finesse bereit“, erklärt Bauleiter Dipl.-Ing. Holger Rau, Erwin Pfirmann Industriebau GmbH & Co. KG. Das begann schon bei der Gründung des Gebäudes in schwieriger topografischer Situation. Um die Einfahrt in die zweistöckige Tiefgarage zu ermöglichen, sind die Decken in den Untergeschossen zweiseitig geneigt. Auch auf die Hanglage musste Rücksicht genommen werden. Dementsprechend verfügen beide Parkplatzebenen über eine eigene Zufahrt.

Flexibel einsetzbare Systeme

Während für die Wände ORMA-Elemente und BIRA Rundschalung zum Einsatz A20 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Bild 1. il tronco in Pforzheim: Die Geometrie des Baukörpers ist den natürlichen Formen eines Baumstammes nachempfunden. (Foto: ULMA)

kamen, wurde für die Schalung der Unterzüge sowie der unterschiedlich gefalteten und rund 2–3 % geneigten Geschoßdecken die Deckenschalung ENKOFLEX verwendet. „Das System ist für die Erstellung jeder Art von Decke flexibel einsetzbar“, erklärt Dipl.-Ing. (FH) Andreas Abdul, Niederlassungsleiter Süd, ULMA Betonschalungen und Gerüste GmbH. „Es besteht nur aus wenigen Elementen und ist einfach und leicht zu montieren. Zudem sorgen die lose angeordneten Träger für eine sehr hohe Anpassungsfähigkeit auch bei ungewöhnlichen Bauwerksgeometrien.“ Die oberen Stockwerke – das wird bereits am fertiggestellten Stahlbetonskelett sichtbar – orientieren sich an der Grundidee des italienischen Architekten und Designers. Während die Mittelstützen auf den Längsseiten des Baukörpers lediglich um 6 % nach innen geneigt sind, weisen die weiteren Stützen, die in Richtung der abgerundeten Ecken des Gebäudes folgen, zusätzlich eine Verwringung auf. Die Stützen wurden ebenfalls mit Elementen der ORMA-Rahmenschalung erstellt. „Für die Deckenschalung haben wir Standarddeckentische eingesetzt“, berichtet Martin Streeb, der Polier des ausführenden Unternehmens. „Um dem sich geschossweise reduzierenden Grundriss Rechnung zu tragen, haben wir diese dann von Schuss zu Schuss reduziert, wobei die entstehenden Lücken im Randbereich mit ENKOFLEX geschlossen wurden“. Zuätzlich wurden in den gleichmäßig abgerundeten Bauwerksecken trapezförmig Sondertische eingesetzt. Bauleiter Rau und Polier Streeb loben die gute Zusammenarbeit mit ULMA-Niederlassungsleiter Andreas Abdul und ULMA-Projekttechniker Ralf Winter sowie die jederzeit reibungslose Logistik. Für die Erstellung des Rohbaus kam dabei fast der gesamte „Schalungsbaukasten“ von ULMA zum Einsatz. 915 m² ORMA-Rahmenschalung in den Höhen 1,20 und 2,70 sowie 3,30 m, 90 m² BIRA-Rundschalung, 60 m² Trägerschalung ENKOFORM, unterschiedliche Sätze Stützenschalung, 1700 m² ENKOFLEX-Deckenschalung, 400 m² Standard- und 120 m² Sonderdeckentische machten die erfolgreiche Mischung aus Standard- und Sonderschalung aus. Im Februar konnten die Rohbauarbeiten termingerecht abgeschlossen werden. Im Sommer soll „il tronco“ bezugsfertig sein.

Weitere Informationen: ULMA Betonschalungen und Gerüste GmbH, Paul-Ehrlich-Straße 8, 63322 Rödermark, Tel. (0 60 74) 92 94 0, Fax: (0 60 74) 92 94 101, www.ulma-c.de, info@ulma-gmbh.com


Schalungstechnik

Mehr Power für Alu-Schalungsträger

In weiser Voraussicht besitzen die Enden aller Schalungsträger TITAN von Anfang an, je nach Größe, 2 oder 3 Querbohrungen, über die sich die Träger mit Stoßlaschen biegesteif stoßen und zugfest verbinden lassen. Neu ist jetzt eine Alu-Trägerkupplung, die zum Beispiel Alu- Schalungsträger TITAN 225 schubsteif miteinander verbindet. So lassen sich zusammengesetzte Alu-Schalungsträger TITAN 225 mit gewünschter Biegesteifigkeit und Länge kombinieren. Wenn man beispielsweise Alu-Schalungsträger TITAN 225 mit einer Biegesteifigkeit von E × J = 1591 kNm² pro Einzelträger aufeinander stapelt und durch Alu-Trägerkupplungen im Abstand von ca. 1 m schubsteif miteinander verbindet, darf man, gemäß der vorliegenden geprüften Typenberechnung, mit einer zusammengesetzten Biegesteifigkeit 6 × E × J bei 2 Trägern TITAN 225 und 20 × E × J bei 3 Trägern TITAN 225 rechnen. Ganz neue Anwendungsgebiete eröffnet die neue Alu-Trägerkupplung für die Überbrückung großer Durchfahrtsöffnungen, wo man bisher nur auf Stahlträger (HEB-Profile mit eingeschweißten Schotten) zurückgreifen konnte. Die Stahlträger aus HEB-Walzprofilen waren zwar preiswert und robust, aber auch nicht immer verfügbar mit den Schotten an den richtigen, gewünschten Positionen. Im Übrigen waren die Stahlträger aus

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Alu-Schalungsträger TITAN aus hochfestem Aluminium mit durchgehender Multifunktionsleiste wurden in Deutschland seit 1980 eingeführt und bewährten sich. Der Wunsch ging immer wieder dahin, aus den verschiedenen Alu-Schalungsträgern TITAN einen Träger-Baukasten zu entwickeln, sodass gerade im Mietlager verfügbare Alu- Schalungsträger TITAN fallweise zu unterspannten Trägern mit der gewünschten Länge und Biegesteifigkeit zusammengesetzt werden können.

Bild 1 und 2. Neu ist jetzt eine Alu-Trägerkupplung, die zum Beispiel Alu-Schalungsträger TITAN 225 schubsteif miteinander verbindet. So lassen sich zusammengesetzte Alu-Schalungsträger TITAN 225 mit gewünschter Biegesteifigkeit und Länge kombinieren. Links: EFi-Träger, rechts: EFi-Kupplung (Fotos: Friedrich Ischebeck)

HEB-Walzprofilen schwer auszuschalen. Das alles könnte mit der neuen Alu- Trägerkupplung, mit 5 HV-Schrauben, einer Länge von 460 mm und einem Gewicht von nur 3,4 kg einfacher werden. Die AluSchalungsträger TITAN 225 können zum Ausschalen so weit demontiert werden, dass Männer sie tragen und händeln können. Dipl.-Ing. E. F. Ischebeck Weitere Informationen: Friedrich Ischebeck GMBH, Loher Straße 31–79, 58256 Ennepetal, Tel. (0 23 33) 83 05 0, Fax (0 23 33) 83 05 55, info@ischebeck.de, www.ischebeck.de

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Verdichtete Erfahrung. Mit einem Klick beim Besten: www.wackerneuson.com Kontakt: infoline @ wackerneuson.com

Klettern ohne Kran und flexibel einrüsten mit System Die nigerianische Zentralbank errichtet ein neues, repräsentatives Verwaltungsgebäude im Finanzviertel von Lagos. Beim Bau des 100-Meter-Hochhauses klettern die Schalungseinheiten mithilfe der PERI RCS Selbstklettertechnik hydraulisch, denn aus Platzgründen stehen nur drei Baukrane zur Verfügung. Dem raschen Arbeitstempo folgend wird die Rohbaufassade mit PERI UP eingerüstet. Schalung und Gerüst aus einer Hand, eine fachgerechte Einweisung des Baustellenteams durch PERI sowie eine vertrauensvolle Zusammenarbeit aller Bauverantwortlichen bilden die solide Basis für eine sichere und zügige Bauausführung.

2.000 Bankangestellte sind drei als Rundbau ausgeführte Exekutive-Geschosse und ein Hubschrauberlandeplatz angeordnet. Eine Fassade aus Aluminium, Glas und Naturstein soll dem Komplex ein markantes Gesicht verleihen. Die schwierige Bauwerksgründung und die – wegen sehr geringen Abstands zur Nachbarbebauung – äußerst beengten Platzverhältnisse stellen hohe Anforderungen an das ausführende Bauunternehmen Julius Berger Nigeria. Deshalb entschieden sich die Wiesbadener Schalungsingenieure von Bilfinger Berger Nigeria GmbH für die PERI Selbstklettertechnik und Gerüstlösung. Gemeinsam mit dem PERI Planungsteam aus Frankfurt und Weißenhorn wurde ein Konzept entworfen, das alle individuellen Projektanforderungen berücksichtigt.

Hydraulisch klettern ohne Kran

Die Zentralbank von Nigeria (CBN), die wichtigste Finanzinstitution des Landes, errichtet derzeit im Finanzviertel auf Lagos Island ihr neues, 100 m hohes Verwaltungsgebäude. Über seinen 21 Geschossen mit modernsten Arbeitsplätzen für knapp

Auf dem begrenzten Baufeld stehen nur drei Baukrane für die Roh- und Ausbauarbeiten zur Verfügung. Deshalb kombinierten die Schalungsingenieure beim zentralen Hauptkern die VARIO GT 24 Träger-Wandschalung mit dem RCS Klettersystem zu projektspezifisch angepassten Kletterschalungseinheiten. Diese lassen sich schienengeführt und ohne Kran mithilfe der mobilen RCS Selbstkletterhydraulik umsetzen. Die Vorhaltung nur weniger Selbstkletterwerke und Hydraulikaggregate reduziert hierbei den Kostenaufwand für kranunabhängiges Klettern. Die RCS Kletterschalung mit einer Arbeitsbühne sowie zwei Nachlauf- und einer Betonierbühne sind auf eine Regelgeschosshöhe von 4,20 m ausgelegt. Das PERI Konzept berücksichtigt insbesondere die veränderlichen Grundrisse mit sich verjüngenden Wandstärken von 55 cm auf 30 cm sowie Konsolauskragungen in Verbindung mit den Wandrücksprüngen. Zur effi-

Bild 1. Der Verwaltungsneubau der Zentralbank von Nigeria (CBN) in Lagos wächst mithilfe einer an die Projektanforderungen angepassten Schalungs- und Gerüstlösung 100 m in die Höhe.

Bild 2. Die beengten Platzverhältnisse reduzieren die Kranverfügbarkeit, deshalb wird der zentrale Stahlbetonkern mit dem PERI RCS Schienenklettersystem hydraulisch geklettert.

Nigeria ist mit über 150 Mio. Einwohnern das bevölkerungsreichste Land Afrikas und es gehört weltweit zu den Ländern mit den reichsten Erdöl- und Erdgasvorkommen. Die größte Stadt Nigerias ist Lagos an der Atlantikküste – mit rund 14 Mio. Einwohnern neben Kairo und Kinshasa eine der Megastädte Afrikas und der Welt, und das mit anhaltend rasantem Wachstum. Zudem strebt Lagos an, das neue Finanzzentrum Afrikas zu werden.

Hohe Anforderungen auf engstem Raum

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Bild 3. Die Kombination zweier PERI Klettersysteme –RCS Selbstkletterschalung für den Hauptkern und krankletternde CB 240 für die drei Treppenhaus-Satellitenkerne – ist perfekt auf die Belange der Baustelle zugeschnitten.

zienten Herstellung der engen Schachtabmessungen mit lichten Breiten von teilweise nur 2,50 m klettern auf nur einer RCS Bühne die VARIO Elemente für alle vier Wandseiten in das jeweils nächste Geschoss. Außerdem dimensionierten die PERI Spezialisten die Kletterschalungseinheiten derart, dass diese trotz Geometrieänderungen des Bauwerks über die gesamte Höhe nahezu unverändert und ohne zusätzlichen Montageaufwand eingesetzt werden können. Drei zusätzliche, an den Gebäudeecken angeordnete Treppenhauskerne klettern auf der Basis des CB Klettergerüstsystems mit Kranunterstützung. Kern- und Treppenhausschalung klettern drei bis vier Takte voraus.

Bild 4. Mobile Selbstkletterwerke und Hydraulikaggregate des RCS Baukastensystems reduzieren den Kostenaufwand für kranunabhängiges Klettern.

Gerüstplanung und -statik aus einer Hand

Zur sicheren Ausführung der Natursteinarbeiten an der Bauwerksfassade wird parallel zu den Rohbauarbeiten das Fassadengerüst montiert. Hierbei passt sich das PERI UP Rosett Flex Modulgerüst perfekt an die komplexe Bauwerksgeometrie an. Die mithilfe der PERI CAD Software erstellte Gerüstplanung berücksichtigt die unterschiedlichen Gebäudegrundrisse mit zahlreichen Vor- und Rücksprüngen sowie die drei Krantürme mit den entsprechenden Befestigungsstreben. Planungsleistung

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weisen, steht ein äußerst flexibles Systemgerüst zur Verfügung – mit Anpassungsmöglichkeiten, die üblicherweise nur mit RohrKupplungsgerüsten zu erreichen sind. Darüber hinaus wird die Arbeitssicherheit erhöht, denn die integrierte Belagsicherung fixiert die Beläge sofort nach dem Einlegen gegen Abheben und die Plattformen sind ohne Spalt vollständig ausgedeckt. Die Flexibilität des modularen Gerüstsystems vereinfacht geometrische Anpassungen: Durch das metrische Raster kann mit PERI UP Rosett Flex jederzeit auf nicht vorhersehbare örtliche Gegebenheiten reagiert werden – im System und damit ohne sicherheitsrelevante Beeinträchtigungen. Darüber hinaus wird PERI UP auf der Baustelle äußerst vielseitig auch als Bewehrungsgerüst und als Treppenturm eingesetzt. Weitere Informationen: PERI GmbH Schalung Gerüst Engineering, Rudolf-Diesel-Straße 19, 89264 Weißenhorn, Tel. (0 73 09) 9 50-0, Fax (0 73 09) 9 51-0, info@peri.de, www.peri.de Bild 5. Nachfolgend zu den Rohbaugeschossen bietet das PERI UP Fassadengerüst 1,00 m breite Arbeitsplattformen, um die Natursteinarbeiten an der Fassade rasch und sicher ausführen zu können. (Fotos: PERI GmbH)

und Nachweisführung für die Gerüststatik gingen hierbei Hand in Hand. Insbesondere bei den Teilabschnitten mit bis zu 100 m Gerüsthöhe konnte dadurch Planungssicherheit und eine optimale Materialausnutzung erreicht werden. Als Standardfeldlängen dienen 2,50 m Gerüstfelder mit 1,00 m Arbeitsbreite. Erforderliche Längen-, Breiten- und Höhenanpassungen werden im 25 bzw. 50 cm Raster vorgenommen. Da auch die Stahlbeläge ein Breitenraster von 25 cm auf-

Lange Rillen auf Schalungsplatten einfach reparieren Emplica, der Schweizer Spezialist für Reparaturen von Schalungsplatten, bringt mit „Plicafix 200“ einen Reparaturstreifen auf den Markt, mit dem auch längliche Riefen schnell und effektiv ausgebessert werden können. Schalungsplatten müssen auf der Baustelle einiges aushalten – Rüttler oder Gabelstapler verursachen an den Platten schnell Risse und Kratzer. Werden diese Beschädigungen nicht repariert, verursachen sie nach dem Betoniervorgang sogenannte „Nasen“ aus Beton, die in der Regel von Hand abgeschlagen werden müssen, damit wieder eine glatte Oberfläche entsteht.

Reparaturstreifen aus Birkensperrholz

Emplica hat nun eine Möglichkeit gefunden, auch Risse, bis zu einer Länge von 20 cm, ohne großen Aufwand zu reparieren. Dazu hat das Unternehmen das längliche Reparaturplättchen „Plicafix 200“ entwickelt, das nach dem gleichen Prinzip funktioniert wie die kreisrunden Verwandten „Plicafix 40 und Plicafix 60“. Der Reparaturstreifen wird aus Birkensperrholz gefertigt und ist einseitig braun beschichtet. Das Besondere aber ist der Fräser, der längliche Rillen in die Schalungsplatte frisst, damit „Plicafix 200“ optimal in der Platte versinkt. Die vier Wendmesser des Fräsers sorgen für einen beachtlichen Vorschub und sind so exakt ausgerichtet, dass „Plicafix 200“ nach dem Fräsen passgenau eingesetzt werden kann. Den Fräser hat der Hersteller für die länglichen Reparaturplättchen neu entwickelt. Die Reparaturplättchen „Plicafix 200“ von Emplica für phenolharzbeschichtete Schalungsplatten eignen sich speziell für die Reparatur von langen Kratzern und Riefen. Damit Anwender das Reparatursystem optimal nutzen können, bietet Emplica auf www.emplica.com ausführliche Schulungs-videos und Anleitungen an.

Zeitaufwändiges Nacharbeiten entfällt

Mit Hilfe einer Frässchablone, die am Rand der Schalungsplatte mit Schraubzwingen fixiert wird, kann die Fräse nicht verrutschen und es entsteht eine gerade Fräsrinne, die für „Plicafix 200“ die exakte Länge hat. Ein zeitaufwändiges Nacharbeiten, wie bei anderen Reparaturtechniken für Schalungsplatten, entfällt somit völlig. Das Ergebnis ist eine eben geschlossene Oberfläche. A24 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4


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Bild 1. Risse, bis zu einer Länge von 20 cm ohne großen Aufwand reparieren

Bild 2. Die Reparaturplättchen „Plicafix 200“ von Emplica für phenolharzbeschichtete Schalungsplatten eignen sich speziell für die Reparatur von langen Kratzern und Riefen. (Fotos: emplica)

Die neuen Reparaturstreifen von Emplica machen das Überlappen der kreisrunden Plättchen „Plicafix 40“ somit hinfällig. “Eine ausführliche Reparaturanleitung hält der Hersteller auf seinem Youtube-Kanal unter http://www.youtube.com/ emplicaswitzerland bereit. „Mit Plicafix 200 haben wir genau das umgesetzt, was unsere Kunden wünschen. Häufig wird Plicafix 200 für die Kantenreparatur von Deckentischen verwendet.“, erklärt Jan Herud, Geschäftsführer von Emplica. Auch für Risse in der Mitte der Platte eignet sich das neue Reparatursystem des Herstellers. Allerdings lässt sich dort die Frässchablone nicht fixieren. Das Unterneh-

men arbeitet deshalb mit Hochdruck an einer Lösung, um auch diesen Reparaturablauf so einfach wie möglich – und damit schnell zu gestalten. Besonders vielversprechend sind bereits Versuche mit Saugnäpfen. Für weitere Ideen ist Emplica offen und freut sich über konkrete Anregungen. Zuschriften per EMail sind herzlich willkommen. Weitere Informationen: Emplica AG, Grubenstrasse 29, 8045 Zürich, Schweiz, Tel. +41-7638 33 5 22, Fax +41-44 508 10 34, jan@emplica.com, www.emplica.com

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Schwingungen isolieren Projekt Sternschanze Hamburg Am Bahnhof Sternschanze wurde das Verwaltungsgebäude der Deutschen Bahn Immobiliengesellschaft direkt neben viel befahrenen Gleisen gebaut. Gebäudefundament und Außenwände des Kellergeschosses wurden auf Regufoam® 510 schwingungstechnisch von der Umgebung entkoppelt. Die prognostizierte Abstimmfrequenz von 9 - 10 Hz wurde eingehalten. BSW GmbH Telefon: +49 2751 803-124 Fax: +49 2751 803-109 schwingung@berleburger.de www.bsw-schwingungstechnik.de

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6 Deckenabschnitte in 7 Wochen wirtschaftlich geschalt und betoniert Am Campus Urstein der FH Salzburg errichtete die Firma Haider & Co Hoch- und Tiefbau GmbH eine unterirdische Parkgarage für Studenten und Universitätsbedienstete. Innerhalb der historischen Mauern der Meierei entstanden mit dem leistungsstarken neuen System Dokaflex 30 tec ca. 90 zusätzliche Stellplätze. Das optimierte Handschalungssystem Dokaflex 30 tec bringt durch den Einsatz hoch belastbarer Systemkomponenten deutliche Kostenvorteile für die ausführende Baufirma. Der Materialeinsatz reduziert sich und beschleunigt so natürlich auch die Logistik und das Handling für die Baustellenmannschaft. In der Rekordzeit von 7 Wochen hat die Baustellenmannschaft die 3.200 m2 große Decke der Tiefgarage in 6 Abschnitten geschalt und betoniert. Besonders anspruchsvoll war die Herstellung der mit einem Gefälle versehenen Decke, die das einwandfreie Abfließen von Oberflächenwasser sicher stellen soll. Das Gefälle beträgt ca. 2 % und wird durch die Verschneidung von drei Gefälleebenen ausgebildet. Aufgrund der Deckenneigung und der Verschneidungen wäre der Einsatz von Deckentischen bzw. Modulen auf dieser Baustelle sehr aufwendig gewesen. Für einen zügigen Baufortschritt setzte die Firma Haider & Co daher als Pionier das neue Flex-System aus dem Hause Doka ein.

Bild 1. Die großzügigen Wege zwischen den Deckenstützen beschleunigten den Arbeitsablauf.

Leistungsstarke Systemkomponenten für Handschalung

Mitte Juni startete die Baustelle. Zunächst entstand die ebenfalls mit einem Gefälle versehene Bodenplatte. Sodann wurden die Seitenwände aus Hohlfertigteilen aufgestellt. Mit einer Kombination aus Rundschalung RS und der Rahmenschalung Framax Xlife von Doka betonierte das Team von Haider & Co schöne ankerlose Ovalstützen. Ein Ringzug an der Außenseite hielt die Elemente zusammen. Anfang Juli richtete die Baustellenmannschaft dann den 1. Abschnitt der geneigten, 2,30 bis 2,60 m hohen Decke mit Dokaflex 30 tec ein. Das Bauunternehmen kombinierte den neuen Verbundschalungsträger I tec 20 in der Länge von 5,35 m als Jochträger und den Doka-Träger H20 top in der Länge von 3,30 m als Querträger. Der I tec-Träger ist auf den ersten Blick an der schwarzen Träger-Endverstärkung, am grauen Steg und an den grauen Kunststoff-Sheets am Gurt erkennbar. Der H20-Träger hat eine markante blaue Träger-Endverstärkung – klare visuelle Unterscheidung, durch die man Verwechslungen auch im hektischen Arbeitsablauf ausschließen kann. Die Träger wurden auf die bewährten Doka-Deckenstützen Eurex 30 top 300 aufgelegt. Als Schalhautbelegung kam auf der Baustelle der Fachhochschule das neue ProFrame-Paneel 27 mm 200/50 cm zum Einsatz. Die spezielle, beidseitige Oberflächenbeschichtung sorgte für beste Qualität der Betonoberfläche und verbesserte die Arbeitssicherheit durch verringerte Rutschgefahr. Die optimale Auslegung des Systems für die Deckenstärke von 35 cm ergab auf der Baustelle in Urstein einen Jochträgerabstand von 2,50 m und einen Stützenabstand von 1,50 m.

Kostenersparnis durch optimiertes Flex-System

Die leistungsstarken Systemteile sind optimal aufeinander abgestimmt und spielen ihren Mengen- und Zeitvorteil voll aus. Durch die um 80 % höhere Tragfähigkeit des Verbundschalungsträgers I tec 20 reduzierte sich der Materialbedarf für Jochträger, Deckenstützen, Absenk- und Halteköpfe und Stützbeine. Weniger Material bedeutete auch weniger Lager- und Transportvolumen. Die großen Jochträgerabstände ermöglichten mehr Raum unter der Schalung zur Materialmanipulation. Bis zu 40 % weniger Deckenstützen auf der Baustelle bedeuteten eine entsprechende Zeitersparnis beim Montieren und Nivellieren und somit auch Einsparung von Lohnkosten durch beschleunigte ArbeitsA26 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Bild 2. Die Schnelligkeit des Systems leistete einen wichtigen Beitrag zur Einhaltung des straffen Zeitplans.

Bild 3. Das neue ProFrame-Paneel überzeugte bei Einsatz, Schalergebnis und Reinigung. Die Aussparungen im Deckenbereich wurden mit der Schalungsplatte 3-SO passgerecht geschlossen. (Fotos: Doka)

abläufe. Dank all diese Vorteile erzielte die Mannschaft auf der Baustelle einen durchschnittlichen Einschalwert von 0,15 h/m2 (einschließlich Zuschnittbereiche und Grat). Die rekordverdächtige Ausschalzeit betrug 0,083 h/m2, was eine Umsetzzeit von ca. 0,23 h/m2 ergab. Weitere Informationen: Deutsche Doka Schalungstechnik GmbH, Frauenstraße 35, 82216 Maisach, Tel. (0 81 41) 3 94-0, deutsche.doka@doka.com, www.doka.com


aktuell

Kathodische Prävention von Stahlbetonbauwerken

Stahlbetonbauteile von Prozessanlagen in der Region des Persischen Golfes sind im besonderen Maße einer Korrosionsgefährdung ausgesetzt: Oftmals durch die Verwendung von salzhaltigem Zuschlag, durch hohe Temperaturen, indirekt durch den hohen Gehalt an Chloriden im Seewasser und die hohe Luftfeuchtigkeit tritt hier an der Stahlbewehrung verstärkt Korrosion auf. Kathodischer Schutz wird in unseren Breiten vorwiegend als Sanierungs- und Instandsetzungsmaßnahme angewendet, nachdem bereits erste Korrosionsschäden aufgetreten sind oder eine Korrosionsgefährdung vorliegt. Wird das System jedoch in ein neues Bauwerk implementiert, ist die Bewehrung von Anbeginn präventiv geschützt. Allgemein wird daher von kathodischer Prävention gesprochen.

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Das Schutzprinzip der kathodischen Prävention hat in Saudi Arabien einen sehr hohen Stellenwert. Überall dort wo aggressive Umgebungsbedingungen vorherrschen wird diese Schutztechnik angewendet. So werden schon in der Planungsphase von Objekten KKS Maßnahmen mitberücksichtigt und während der Errichtung umgesetzt. Dadurch wird eine Lebensdauerverlängerung von mindestens 40 Jahren bei minimalem Aufwand erreicht.

Bild 1. Kühlturm, Durchmesser 72m, Höhe 50 m

Elektromechanischer Hintergrund

Der Bewehrungsstahl ist im alkalischen Beton durch eine sehr dünne Passivschicht vor Korrosion geschützt. Dringen Chloride bis zur Bewehrung vor und ist Feuchtigkeit und Sauerstoff vorhanden, kommt es bei Überschreiten eines kritischen Chloridgehaltes zu einer lokalen Zerstörung der Passivschicht wodurch in

Bild 2. Funktionsschema mit Titanbandanoden (Fotos: vc-austria)

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aktuell der Folge Korrosion einsetzt. Der Korrosionsherd bildet dabei die Anode und der danebenliegende – noch passive Stahl – bildet die Kathode. Im Beton fließt ein Korrosionsstrom. Der kathodische Korrosionsschutz setzt dort an, wo in den elektrochemischen Vorgang der Korrosion eingegriffen werden kann. Der Ausgangszustand der Bewehrung (im Korrosionszustand) kann durch das Stahl/Betonpotential definiert werden und gibt Aussagen über den Korrosionszustand. Weitere Informationen: V&C Kathodischer Korrosionsschutz Ges.m.b.H., Josef Perger-Str. 2/A-05, 3031 Pressbaum, Tel. +43 (0) 2233 57 771, Fax +43 (0) 2233 57 771 15, karlheinz.wachsenegger@vc-austria.com, www.vc-austria.com

Palaisquartier Frankfurt: Schwingungsisolierung gebäudetechnischer Anlagen Zwar steht der NEXTOWER mit einer Höhe von 135 m in der Liste der Hochhäuser in Frankfurt am Main nur an 17. Stelle, etwas Besonderes ist das neue Wahrzeichen im Palaisquartier in der Skyline Frankfurt dennoch. An einer der umsatzstärksten Straßen Europas, der Zeil, entstand mit dem Bauprojekt ein Gebäude-Ensemble, das arbeiten, einkaufen, entspannen und genießen vereint. Auf dem innerstädtischen Areal, auf dem bis 2004 die Hauptpost aus den 1950er Jahren stand, planten der Architekt Massimiliano Fuksas (MyZeil) und das Büro KSP Jürgen Engel Architekten (Rekonstruktion des Thurn und Taxis Palais, Hotel Jumeirah, NEXTOWER) vier Gebäude mit unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten und eigenständiger Architektur. Zusätzlich entstand unter dem ca. 1,7 ha Areal das größte Parkhaus (1.396 Stellplätze) der Frankfurter Innenstadt.

DGNB-Zertifikat in Gold

Das neue Shopping-Center MyZeil ist mit einer Verkaufsfläche von 47.000 m² und mehr als 100 Shops auf acht Ebenen eine der größten Einkaufs- und Freizeitwelten in Deutschland. Architektonische Highlights des Bauwerks sind das organisch geformte Glasdach mit dem rüsselartigen, gläsernen Regenwasserabfluss und die mit einer Länge von 46 m längste innenliegende, freitragende Rolltreppe Deutschlands. Das im Zweiten Weltkrieg zerstörte und nach historischem Vorbild im barocken Stil wieder aufgebaute Thurn und Taxis Palais bietet den Besuchern Einzelhandelsgeschäfte, gehobene Gastronomie, Büros und eine Eventlocation. Mit dem Hotel

Bild 1. Der Nextower – innerhalb Frankfurts nur an 17. Stelle – ist im Ensemble des Palaisquartiers das höchste Gebäude

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Bild 2. Unterschiedle Nutzungsschwerpunkte beanspruchen hochwertige gebäudetechnische Lösungen. Die Schwingungen der Anlagen dürfen sich in der Gebäudestruktur nicht fortpflanzen. (Fotos: BSW)

Jumeirah Frankfurt im zweiten Turm des Palaisquartiers entstand auf 24 Etagen ein 5-Sterne- Hotel mit 218 luxuriösen Zimmern und Suiten, Konferenzräumen und einem Ballsaal sowie einem Sterne-Restaurant. (Siehe Ernst & Sohn Special Hotelbau 2011, S. 18f) Der 135 m hohe Büroturm NEXTOWER bietet auf 32 Etagen hochmoderne Büroflächen hinter einer zukunftsweisenden Architektur. So wurden die innovative Bauweise und die Technik des Gebäudes u. a. mit dem DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) Zertifikat in Gold ausgezeichnet.

Schwingungstechnische Lösungen durch elastische Entkopplung

Bei der Realisierung des Bauvorhabens stand für die Planer neben der Umsetzung des entwickelten Energieeffizienzkonzepts auch die Nutzungsqualität der Büroflächen im Vordergrund. So sorgen kombinierte Kühl- und Heizstrahldecken, in jedem Raum zu öffnende Fenster und ein integrierter Sonnenschutz für thermischen Komfort und ein gesundes Raumklima. Der Energiebedarf zum Heizen und Kühlen wird zur Hälfte über Erdwärme gewonnen, weitere 30 % über Abwärme (Wärmerückgewinnung) aus dem Einkaufszentrum und der Tiefgarage. Die für die Klimatisierung und Lüftung erforderliche Technik befindet sich im Untergeschoss, in einem Technikgeschoss in 80 m Höhe sowie auf dem Dach des Gebäudes. Besondere Herausforderung bei der Planung der Technikzentralen war es also, die auf die Gebäudekonstruktion einwirkenden Erschütterungen durch die z. T. großdimensionierten Geräte und Maschinen zu minimieren. Bei der Installation von z. B. Lüftungsanlagen auf Stahlbetondecken sind insbesondere die Anforderungen an die Luftund Körperschalldämmung zu berücksichtigen. Um diese zu erfüllen war es im NEXTOWER notwendig, die Standflächen der Klima- und Lüftungsaggregate von der Gebäudestruktur zu entkoppeln. Mit Hilfe der BSW Techniker wurden für die Aufstellung der Anlagen individuelle Berechnungen der Lagerung durchgeführt, die eine mögliche Beeinträchtigung der Nutzungsqualität in allen Geschossen ausschließt. Anhand der ermittelten Werte erarbeitete BSW schwingungstechnische Lösungen durch elastische Entkopplung, die eine Übertragung des entstehenden Körperschalls durch den Betrieb der Anlagen weitestgehend verhindert. Der Einsatz von Regupol BA, einer aus PU-gebundenen Gummifasern hergestellten Dämmbahn, unter den Anlagenfundamenten bzw. Standflächen dient als Aktivisolierung und minimiert somit die Einleitung des Körperschalls in die Stahlbetondecken. Planer, Bauherren und Betreiber wissen die positiven Eigenschaften des Dämmmaterials Regupol BA zu schätzen, denn bei dreifacher Verlegung und 12 Hz Lagerfrequenz sind Körper-


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schallisolierungen von 93 % möglich. Darüber hinaus bieten die Elastomerbahnen hervorragende Verarbeitungsmöglichkeiten, d. h. es können sowohl vollflächige Isolierungen, wie bei Anlagenfundamenten, als auch Punktlager unter Standflächen von Aggregaten für Verkehrslasten von bis zu 5.000 kg/m² ausgebildet werden. Auch im Außenbereich, wie auf der Dachdecke des Büroturms NEXTOWER, zeigt Regupol BA seine Stärken. So sind die gegen Feuchtigkeit und Ozon beständigen Dämmbahnen bei Temperaturen zwischen –20 °C und +80 °C einsetzbar. Weitere Informationen: BSW GmbH, Am Hilgenacker 24, 57319 Bad Berleburg, Tel. (0 27 51) 80 30, info@berleburger.de, www.berleburger.com

Brückenboxen als Überflutungsschutz bei Autobahnbau in Oman Die Sonne sengt vom wolkenlosen Himmel. Jetzt kann es sein, dass im fernen Gebirge – ungesehen – ein Sturzregen niedergeht. Die teils jahre- bis jahrzehntelang trockenen Flusstälchen mit ihren steilen Uferhängen, Wadis genannt, waren immer schon ein bequemerer Verkehrsweg als die raue Wüste. Wenn dann eine Wasserwand herangeschossen kommt, kann es schon zu spät sein – die meisten Menschen, die in Wüstengebieten umkommen, verdursten nicht, sondern sie ertrinken … Wirtschaftliche Entwicklung ist nur möglich, wenn die Infrastruktur dies auch ermöglicht. So soll zwischen den beiden größten Städten des Sultanats Oman, der Hauptstadt Maskat sowie S¸uha-r, beide im Nordosten des Landes am Golf von Oman und 300 km auseinander gelegen, eine vielspurige Autobahn gebaut werden. Der Bau beginnt bei S¸uha-r und verläuft nach Südosten. An zahlreichen Stellen wird die künftige Autobahn teils mehrere Kilometer breite Schwemmfächer von aus den Gebirgen stammenden Wadis an der breitesten Stelle direkt überqueren. Diese stellen die eigentliche Anforderung an die bauausführenden Firmen. Die Bodenbeschaffenheit ist uneinheitlich, der künftige zeitliche und lokale Verlauf der Ströme und deren Stärke unbekannt und nur statistisch erfassbar.

Betonarbeiten

Eine typische Baustelle ist 2–3 km lang und beschäftigt bis zu 1.400 Arbeiter. Es wird 24 Stunden am Tag in zwei Schichten zu je 12 Stunden gearbeitet. Aufgrund der hohen Tagestemperaturen wird vorwiegend nachts betoniert. Überschwemmte Straßen sind eine Gefahr. Die komplette Fahrbahn über die Wadis wird um mehrere Meter aufgeständert. Der Unterbau besteht aus parallel angeordneten röhrenförmigen Durchlässen aus Ortbeton, sodass der Durchfluss an jeder Stelle gewährleistet ist. Basis des Bauwerks sind 36,0 m lange Bodenplatten aus Ortbeton, von denen unzählige nebeneinander liegen und so den Untergrund bilden. Entlang des Wadis und im rechten Winkel zur Fahrrichtung liegen im Abstand von jeweils 3 m leicht erhöhte, 20 cm breite Wandfundamente, zu denen beidseitig leichte Anstiege führen, sodass flache U-Profile entstehen. So bleibt die Hauptströmung innerhalb der Mitte des Profils und unerwünschte seitliche Sedimentation von Schleppfracht wird vermieden. An mehreren Baustellen parallel arbeiten nun Teams, hierauf die so genannten Box-Culverts zu erstellen. Das sind Betonkästen für Verkehrswege und recht unscheinbar, jedoch weltweit

Bild 1. Die Box-Culverts können vor Ort erstellt oder als Fertigbetonteil bestellt werden. Die bauausführende NCC Limited (Hyderabad, Indien) errichtete die Exemplare direkt aus Ortbeton. (Foto: Jürgen Kiehl)

eingesetzt; mehrere Boxen hintereinander gestellt ergeben einen überdachten Kanal; mehrere Boxen nebeneinander gestellt, und darauf die Fahrbahn errichtet lassen einen befahrbaren Damm aus nach beiden Seiten offenen Röhren entstehen. Die Boxen können vor Ort erstellt oder als Fertigbetonteil bestellt werden. Die bauausführende NCC Limited (Hyderabad, Indien) entschied, die Exemplare direkt aus Ortbeton zu errichten.

Schalarbeiten

Es ist bei einer begrenzten Schalungsmenge effektiver, die Boxen nicht hintereinander, sondern zunächst nebeneinander zu schalen, denn dann gibt es nur zwei Außenwände, dafür aber mehrere Innenwände. Schalpläne und Vorgehensweise wurden vom PASCHAL-Werk in Deutschland entwickelt. Die PASCHAL Technology India Pvt. Ltd. (Hyderabad, Indien) lieferte einen Schalwagen, der bei einem Schaltakt von 12 m Länge, 2 m Höhe (minus der Schrägen) und 3 m Breite eine Schalfläche von 80 m² bei 12,50 m Länge incl. Überstand aufwies. Vier dieser Wägen wurden nebeneinander gesetzt. Das verwendete Schalungssystem für Wände und Decke (jeweils 20 cm Dicke) war die RASTER/GE Universalschalung. Typisch für die Box-Culverts sind auch die Abschrägungen an der Decke, die denen am Boden spiegelbildlich sind. Hierin wurden die stählernen Ausschalelemente integriert: diese sind unverzichtbar für an der Innenseite von engen Gebäudeteilen „einbetonierten“ Schalungselemente, da die Schalung sonst nicht entfernt werden könnte. Die Ausschalelemente mit fest definierten Abschrägungen sind Sonderanfertigungen, die eigens von PASCHAL Concrete Forms Co. W.L.L. (Manama, Bahrain) gefertigt wurden. Bei jedem Taktwechsel wurde die Schalung eingeklappt und alle vier Wagen einfach in die vorgegebene Richtung weitergeschoben und erneut parallel aufgestellt. Die drei Takte auf 36 m Länge Autobahn-Unterbau wurden so überdurchschnittlich sicher, bequem und schnell erstellt. Bis die 300 km lange Autobahn fertig gestellt ist, werden noch Jahre vergehen. Es wird also noch zahlreiche weitere Möglichkeiten geben, die Schalwagen einzusetzen. Dipl.-Geol. Frank G. Gerigk Weitere Informationen: PASCHAL-Werk G. Maier GmbH, Kreuzbühlstraße 5, 77790 Steinach, Tel. (0 78 32) 71-0, Fax (0 78 32) 71-2 09, service@paschal.de, www.paschal.de Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Produkte & Dienstleistungen Abdichtungstechnik

adicon® Gesellschaft für Bauwerksabdichtungen mbH Max-Planck-Straße 6 63322 Rödermark Tel. (06074) 8951-0 Fax (06074) 895151 info@adicon.de www.adicon.de

Max Frank GmbH & Co. KG Technologien für die Bauindustrie Mitterweg 1 D-94339 Leiblfing Tel. +49 (0) 94 27/1 89-0 Fax +49 (0) 94 27/15 88 info@maxfrank.de www.maxfrank.de

EK Abdichtungstechnik GmbH Salmdorfer Straße 1 85540 Haar b. München Tel: 089-461 6991-0 Fax: 089-461 6991-23 zentrale@ek-abdichtung.de www.ek-abdichtung.de

Abstandhalter

Max Frank GmbH & Co. KG Technologien für die Bauindustrie Mitterweg 1 D-94339 Leiblfing Tel. +49 (0) 94 27/1 89-0 Fax +49 (0) 94 27/15 88 info@maxfrank.de www.maxfrank.de

Ankerschienen

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (052 25) 87 99-0 Fax: (05225) 8799-201 E-Mail: info@mconstruct.de Internet: www.mconstruct.de MOSO-MBA Ankerschienen MOSO-Betonbewehrung und Bewehrungskonstruktionen Anker- und Anschweißplatten Kantenschutzprofile und Verkleidungen Denkmal- und Altbausanierungsbefestigungen Spezialbefestigungen für Tunnel, Brücken und Kraftwerke Dübelsysteme und Normteile aus Edelstahl Rostfrei

Balkondämmelemente

Schöck Bauteile GmbH Vimbucher Straße 2 76534 Baden-Baden Tel. (0 72 23) 9 67-0 Fax (0 72 23) 9 67-4 50 e-Mail: info@schoeck.de Internet: www.schoeck.de

n Kopfbolzendübel

KÖCO Köster + Co. GmbH Spreeler Weg 32 D-58256 Ennepetal Tel. (0 23 33) 83 06-0 Fax (0 23 33) 83 06-38 E-Mail: info@koeco.net www.koeco.net

Betonanlagen

Befestigungstechnik n Ankerschienen

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

Deutsche Kahneisen Gesellschaft mbH Nobelstraße 51 D-12057 Berlin Tel. (0 30) 6 82 83-02 Fax (0 30) 6 82 83-4 97 e-Mail: info@jordahl.de Internet: www.jordahl.de Ankerschienen, Befestigungs-, Bewehrungsund Montagetechnik A30

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (0 5225) 8799-0 Fax: (05225) 8799-201 E-Mail: info@mconstruct.de Internet: www.mconstruct.de MOSO-MBA Ankerschienen MOSO-Betonbewehrung und Bewehrungskonstruktionen Anker- und Anschweißplatten Kantenschutzprofile und Verkleidungen Denkmal- und Altbausanierungsbefestigungen Spezialbefestigungen für Tunnel, Brücken und Kraftwerke Dübelsysteme und Normteile aus Edelstahl Rostfrei

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Doubrava Deutschland GmbH Beton- und Aufbereitungsanlagen Raiffeisenstraße 7–9 D-70839 Gerlingen Tel.: +49 (0) 7156 17740-19 Fax: +49 (0) 7156 17740-40 uwe.schnitzler@doubrava.at www.doubrava.at

Betoninstandsetzung

adicon® Gesellschaft für Bauwerksabdichtungen mbH Max-Planck-Straße 6 63322 Rödermark Tel. (06074) 8951-0 Fax (06074) 895151 info@adicon.de www.adicon.de

01069 Dresden Tel. (03 51) 210669-0 www.Litterer.de CFK-Klebearmierung Spritzbeton

Bewehrung

Ancon GmbH Bartholomäusstraße 26 90489 Nürnberg Tel: +49 (0) 911 955 1234 0 Fax: +49 (0) 911 955 1234 9 E-mail: info@anconbp.de Internet: www.anconbp.de/beton Betonstahl-Kupplungssysteme Nichtrostende Bewehrung Querkraftdornsysteme Zugstangensysteme

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

n Bewehrungsanschlüsse

Max Frank GmbH & Co. KG Technologien für die Bauindustrie Mitterweg 1 D-94339 Leiblfing Tel. +49 (0) 94 27/1 89-0 Fax +49 (0) 94 27/15 88 info@maxfrank.de www.maxfrank.de


n Bewehrungssystem

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (0 5225) 87 99-0 Fax: (0 5225) 8799-201 E-Mail: info@mconstruct.de Internet: www.mconstruct.de MOSO-MBA Ankerschienen MOSO-Betonbewehrung und Bewehrungskonstruktionen Anker- und Anschweißplatten Kantenschutzprofile und Verkleidungen Denkmal- und Altbausanierungsbefestigungen Spezialbefestigungen für Tunnel, Brücken und Kraftwerke Dübelsysteme und Normteile aus Edelstahl Rostfrei

Brückenbau

Firmenstandorte in Deutschland Niederlassung Uslar Tel: +49 (0) 5571 9256 0 Kontaktperson: Herr Stefan Adam E-mail: uslar@mageba.ch Niederlassung Esslingen Tel: +49 (0) 711 758844 0 Kontaktperson: Herr Mario Flietner E-mail: stuttgart@mageba.ch Produktauswahl: Topflager · Elastomerlager · Kalottenlager · Lamellenfuge · Gleitfingerfuge · Kragfingerfuge · Erdbebenschutz · Bauwerksüberwachung

n Edelstahlbewehrung

ANCOTECH GmbH Spezialbewehrungen Robert-Perthel-Straße 72 50739 Köln Tel.: (02 21) 5 00 81-74 Fax: (02 21) 5 00 81-79 e-Mail: info@ancotech.de Internet: www.ancotech.de – Durchstanz- und Schubbewehrung – Nichtrostende Edelstahlbewehrung

n Schub- und Durchstanzbewehrung

ANCOTECH GmbH Spezialbewehrungen Robert-Perthel-Straße 72 50739 Köln Tel.: (02 21) 5 00 81-74 Fax: (02 21) 5 00 81-79 e-Mail: info@ancotech.de Internet: www.ancotech.de – Durchstanz- und Schubbewehrung – Nichtrostende Edelstahlbewehrung

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

RW Sollinger Hütte GmbH Auschnippe 52 · 37170 Uslar Tel.: 05571 305-0 Fax: 05571 305-26 e-mail: info@rwsh.de Internet: www.rwsh.de • Neubau, Sanierung und Montage von – Bauwerkslagern – Fahrbahnübergängen – Brückengeländern – Brückenausstattungen • Dienstleistungen – Komplexe Sanierung von Brücken- und Ingenieurbauwerken – Engineering Leistungen für Dehnfugen und Bauwerkslager

CAD/CAM Multimateriallösungen Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

Carbonfaserbewehrung

SGL TECHNOLOGIES GmbH Werner-von-Siemens-Straße 18 86405 Meitingen / Germany Phone +49 8271 83-1398 Fax +49 8271 83-1427 composite.materials@sglcarbon.de www.sglgroup.com CFK-Lamellen, CFK-Profile, CF-Gewebe

Deckenschalungen Kassetten-, Rippen- und Plattenbalkendecken-Schalungen Mietservice + Sonderschalungen DeWa-Schaltechnik GmbH Auf der Forst 16 55481 Metzenhausen Tel. +49 (0)67 63-30 98 74 Fax +49 (0)67 63-30 98 75 e-Mail: info@dewa-schaltechnik.de Internet: www.dewa-schaltechnik.de

Durchstanzbewehrung ANCOTECH GmbH Spezialbewehrungen Robert-Perthel-Straße 72 50739 Köln Tel.: (02 21) 5 00 81-74 Fax: (02 21) 5 00 81-79 e-Mail: info@ancotech.de Internet: www.ancotech.de – Durchstanz- und Schubbewehrung – Nichtrostende Edelstahlbewehrung

Schöck Bauteile GmbH Vimbucher Straße 2 76534 Baden-Baden Tel. (0 72 23) 9 67-0 Fax (0 72 23) 9 67-4 50 e-Mail: info@schoeck.de Internet: www.schoeck.de

Deutsche Kahneisen Gesellschaft mbH Nobelstraße 51 D-12057 Berlin Tel. (0 30) 6 82 83-02 Fax (0 30) 6 82 83-4 97 e-Mail: info@jordahl.de Internet: www.jordahl.de Ankerschienen, Befestigungs-, Bewehrungsund Montagetechnik

Edelstahlbefestigungen

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (0 5225) 8799-0 Fax: (05225) 8799-201 E-Mail: info@mconstruct.de Internet: www.mconstruct.de MOSO-MBA Ankerschienen MOSO-Betonbewehrung und Bewehrungskonstruktionen Anker- und Anschweißplatten Kantenschutzprofile und Verkleidungen Denkmal- und Altbausanierungsbefestigungen Spezialbefestigungen für Tunnel, Brücken und Kraftwerke Dübelsysteme und Normteile aus Edelstahl Rostfrei

Fachliteratur Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße 21 D-10245 Berlin Tel. +49 (0)30 4 70 31 2 00 Fax +49 (0)30 4 70 31 2 70 e-mail: info@ernst-und-sohn.de Internet: www.ernst-und-sohn.de

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Mauerwerksabfangungen

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (0 5225) 8799-0 Fax: (0 5225) 6710 E-Mail: info@mfixings.de Internet: www.mfixings.de MOSO-Fassadenbefestigungen MOSO-Lochband Bewehrung MOSO-Fertigteilbefestigungen Konsolanker bis 25 kN Fassadenplattenanker bis 56 kN Gerüstverankerungen

Rißinjektion n Injektionstechnik, Mischtechnik, Spritztechnik

DESOI GmbH Gewerbestraße 16 D-36148 Kalbach/Rhön Telefon: +49 (66 55) 96 36-0 Telefax: +49 (66 55) 96 36-66 66 E-Mail: info@desoi.de Internet: www.desoi.de • Injektionspacker • Injektionsgeräte • Sonderlösungen

Schubdorne

Deutsche Kahneisen Gesellschaft mbH Nobelstraße 51 D-12057 Berlin Tel. (0 30) 6 82 83-02 Fax (0 30) 6 82 83-4 97 e-Mail: info@jordahl.de Internet: www.jordahl.de Ankerschienen, Befestigungs-, Bewehrungsund Montagetechnik

Schwingungsisolierung

Montagetechnik

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

Dittmann GmbH Technik für die Bausanierung Gewerbestraße 10 16540 Hohen Neuendorf Tel.: +49(0) 3303 541527 Fax: +49(0) 3303 541528 E-Mail: info@saniertechnik.de Internet: www.saniertechnik.de ∞ Injektionstechnik und Zubehör ∞ Injektionspacker ∞ Maschinenservice

Sanierung

BSW GmbH Am Hilgenacker 24 D-57319 Bad Berleburg Tel. (0 2751) 803-124 Fax (02751) 803-159 E-Mail: info@berleburger.de Internet: www.bsw-schwingungstechnik.de PUR-Schaum und hochelastischer Polyurethankautschuk zur Schwingungsisolierung

Natursteinverankerungen

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

Querkraftdorne

adicon® Gesellschaft für Bauwerksabdichtungen mbH Max-Planck-Straße 6 63322 Rödermark Tel. (06074) 8951-0 Fax (06074) 895151 info@adicon.de www.adicon.de

Schalungstechnik

Max Frank GmbH & Co. KG Technologien für die Bauindustrie Mitterweg 1 D-94339 Leiblfing Tel. +49 (0) 94 27/1 89-0 Fax +49 (0) 94 27/15 88 info@maxfrank.de www.maxfrank.de

Schöck Bauteile GmbH Vimbucher Straße 2 76534 Baden-Baden Tel. (0 72 23) 9 67-0 Fax (0 72 23) 9 67-4 50 e-Mail: info@schoeck.de Internet: www.schoeck.de

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

GERB Schwingungsisolierungen GmbH & Co. KG Berlin/Essen Elastische Gebäudelagerung, Schwingböden, Raum-in-RaumLösungen, Schwingungstilger Tel. Berlin (0 30) 41 91-0 Tel. Essen (0201) 266 04-0 E-mail: info@gerb.com www.gerb.com

Software für das Bauwesen

mb AEC Software GmbH Europaallee 14 67657 Kaiserslautern Tel. (06 31) 3 03 33 11 Fax (06 31) 3 03 33 20 info@mbaec.de www.mbaec.de

Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

n Bewehrungsplanung

DICAD Systeme GmbH CAD für Konstruktion und Bewehrung Theodor Heuss Straße 92–100 D-51149 Köln Tel.: +49 (0) 22 03/93 13-0 Fax: +49 (0) 22 03/93 13-1 99 info@dicad.de www.dicad.de

LLH Software GmbH Königsberger Straße 26 D-49205 Hasbergen Tel.: (0 54 05) 969-31 Fax: (0 54 05) 969-32 E-mail: info@llh-software.de Internet: www.llh.de

Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

Software für Statik und Dynamik

Ing.-Software DLUBAL GmbH Am Zellweg 2 93464 Tiefenbach Tel. (0 96 73) 92 03-0 Fax (0 96 73) 92 03-51 e-Mail: info@dlubal.com Internet: www.dlubal.de


Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

Spannbeton n Spannausrüstungen, Spannverankerungen und Zubehör

Trittschalldämmelemente

Schöck Bauteile GmbH Vimbucher Straße 2 76534 Baden-Baden Tel. (0 72 23) 9 67-0 Fax (0 72 23) 9 67-4 50 e-Mail: info@schoeck.de Internet: www.schoeck.de

Trittschalldämmung unter hohen Lasten

Paul Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Max-Paul-Straße 1 88525 Dürmentingen/Germany Phone +49 (0) 73 71/5 00-0 Fax +49 (0) 73 71/5 00-1 11 Mail: stressing@paul.eu Web: www.paul.eu

Stahlbau Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

BSW GmbH Am Hilgenacker 24 D-57319 Bad Berleburg Tel. (027 51) 803-124 Fax (02751) 803-159 E-Mail: info@berleburger.de Internet: www.bsw-schwingungstechnik.de Trittschalldämmung für hoch belastbare Estriche mit bauaufsichtlicher Zulassung

Verbundbau

Verankerungen

n Softwarelösungen für den Verbundbau

n FassadenankerSysteme

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbH Katzbergstraße 3 D-40764 Langenfeld Tel. (0 21 73) 9 70-0 Fax (0 21 73) 9 70-2 25 e-Mail: info@halfen.de Internet: www.halfen.de BETON: Verankerungstechnik FASSADE: Befestigungssysteme MONTAGETECHNIK: Produkte und Systeme

Kretz Software GmbH Europaallee 14 67657 Kaiserslautern Tel. (06 31) 3 03 33 11 Fax (06 31) 3 03 33 20 info@kretz.de www.kretz.de

Tekla GmbH Rathausplatz 12–14 D-65760 Eschborn 0 61 96-4 73 08 30 0 61 96-4 73 08 40 contact@de.tekla.com www.tekla.com

Wilhelm Modersohn GmbH & Co. KG Eggeweg 2a 32139 Spenge Tel.: (0 5225) 8799-0 Fax: (05225) 67 10 E-Mail: info@mfixings.de Internet: www.mfixings.de MOSO-Fassadenbefestigungen MOSO-Lochband Bewehrung MOSO-Fertigteilbefestigungen Konsolanker bis 25 kN Fassadenplattenanker bis 56 kN Gerüstverankerungen

Mit Ihrer Eintragung im Anbieterverzeichnis erreichen Sie planende und ausführende Bauingenieure. Kontakt: Tel. (030) 47031-249, Fax (030) 47031-230 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Editorial

Wie viel Normung braucht das Land?

Dr.-Ing. Michael Blaschko, Wayss & Freytag Ingenieurbau AG

Jeder kennt wohl die Geschichte von der europäischen Norm über die Krümmung der Banane. Mit der Krümmung der Banane hat sich die EU aber in Wirklichkeit gar nicht befasst. Diese Geschichte ist also Nonsens. Die europäische Verordnung Nr. 1677/88/EWG hingegen, die die Krümmung einer Gurke der Handelsklasse „Extra“ auf einen Bogenstich von maximal zehn Millimeter bei zehn Zentimeter Sehnenlänge begrenzt, gibt es wirklich. Genauer gesagt: Gab es wirklich. Diese Verordnung wurde 2009 außer Kraft gesetzt. Schade eigentlich. Diese Geschichten waren schließlich ein einprägsamer Beweis für die Regelungswut der europäischen Verwaltung. Nun ja. Da war es an der Zeit, auch die etwa 7.300 Seiten an Eurocodes auf den Prüfstand zu bringen. Diejenigen unter Ihnen, die diese vielen Seiten anwenden und in reale Bauwelt umsetzen müssen, können wohl die vielerorts und seit vielen Jahren geübte Kritik nachvollziehen: Die Eurocodes sind zu umfangreich, regeln zu viel aber doch nicht eindeutig, zwingen zur Anwendung von EDV-Programmen, quellen über vor Querverweisen und so weiter und so weiter. Mit Gründung der Initiative Praxisgerechte Regelwerke im Bauwesen e.V. zu Beginn des Jahres 2011 fiel der Startschuss für eine Reformierung der Baunormen. Alle Normenanwender, vertreten durch die Verbände der planenden, prüfenden und ausführenden Bauingenieure, haben sich im Verein PraxisRegelnBau zusammengefunden mit dem Ziel, die Normenarbeit zu professionalisieren und praxistaugliche Baunormen zu schaffen. Der Projektverlauf ähnelt dem vieler Bauprojekte: Die Baustelle ist eingerichtet und die ersten Gewerke haben begonnen. Der Terminplan ist unter Druck. Alle sind guter Hoffnung und die Ergebnisprognose wird beibehalten. Ich bin mir sicher: Auch diese Baustelle wird fertig. Und ich freue mich schon heute auf ein zünftiges Richtfest (mit viel weniger Seiten an Eurocodes!?). Doch mit den Regelungen im Bauwesen ist es so eine Sache. Der technische Fortschritt ist nicht aufzuhalten. Mit der Entwicklung neuer Berechnungsverfahren oder Baumethoden entsteht der Wunsch, auch diese Erkenntnisse in eine Norm zu fassen. Was vorne an Seiten gekürzt wird, könnte hinten wieder angefügt werden. Und leider beschränken sich die im Ingenieursalltag anzuwendenden Vorschriften nicht nur auf Normen oder gar nur die Eurocodes. Es gilt darüber hinaus ZTV, technische Merkblätter, „Empfehlungen“ und vieles mehr zu beachten. Jeder größere Bauherr generiert dazu noch sein eigenes Vorschriftenwerk. Es ist also zu hoffen, dass weniger Seiten europäische Norm nicht zu mehr Seiten an ZTV führen. Sonst wäre der Aufwand umsonst. Übrigens: Die Mehrheit der EU-Mitgliedsstaaten sowie der Handels- und Bauernverbände wollte die Gurkenverordnung damals behalten. Und die größten Großhändler für Gurken in Europa verwenden diese Regelung weiterhin als interne Norm. Ich bin mal gespannt, was mit den gestrichenen Seiten aus den Baunormen passiert.

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Fachthemen DOI: 10.1002/best.201100085

Andreas Meier

Der späte Zwang als unterschätzter – aber maßgebender – Lastfall für die Bemessung Die Bemessung von Stahlbetongründungsplatten erfolgt in der Praxis „quasi traditionell“ oftmals lediglich für den Lastfall abfließende Hydratationswärme. Dabei werden in der statischen Berechnung bei der Ermittlung der erforderlichen Bewehrungsmenge zur Begrenzung der Rissbreite Annahmen und Vereinfachungen getroffen, die sich in der späteren Errichtung und Lebenszeit des Bauwerkes aber nicht wie angenommen darstellen. Eine Ursache, die zu einem Zeitpunkt oft deutlich nach Erstellung des Bauwerkes rissauslösend werden kann, ist der Lastfall später Zwang. Ziel des Beitrages ist es jedoch nicht, grundsätzlich zur Bemessung von Stahlbetongründungsplatten für den Lastfall später Zwang aufzufordern, sondern die Umgebungs- und Entstehungsbedingungen solcher Bauteile präziser in der statischen Berechnung zu erfassen. Hierzu werden im Folgenden einige Hinweise gegeben. The late restraint as an underestimated – but authoritative – load case in design The design of reinforced concrete slabs for foundation often occurs in the traditional way, i. e. for the load case of effluent hydration heat only. For this purpose the static calculation of the amount of reinforcement needed for the limitation of the crack width bases on assumptions and simplifications which often differ from the actual conditions during the construction process and the service lifeof the structure. One cause that may provoke cracks a long time after finishing the construction is the load case of late restraint. However, it is not the intention of the author to generally propagate the design of reinforced concrete slabs for foundations on basis of this load case. In fact this paper shows a way in order to carry out the static calculations more precisely with regards to the respective characteristic environmental conditions of such structures during their construction process and service life. In the following some comments are given to this topic.

1 Einleitung In den letzten Jahren mehren sich die Fälle, in denen deutlich nach Abschluss der Erstellung eines Bauvorhabens die gutachterliche Bewertung von Rissbildungen angefragt wird, speziell von Rissen in Gründungsplatten. Teilweise kommen derartige Anfragen schon nach dem ersten Winter, den das Bauwerk erlebt hat. In anderen Fällen vergehen aber durchaus mehrere Jahre nach Beendigung der jeweiligen Baumaßnahme. Im Rahmen von Ortsbesichtigungen können an den Gründungsplatten, die in den meisten Fällen Teil eines wasserundurchlässigen Bauwer-

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kes nach [1] bzw. [2] sind, tatsächlich Rissbildungen in Form von Trennrissbildungen nach [3] festgestellt werden, durch die bei Wasserbeaufschlagung Wasser in flüssiger Form hindurchtritt. Dies erscheint den am Bau Beteiligten (Bauherren bzw. Bauträgern, Architekten und Baufirmen) ungewöhnlich, da in den Abnahmeprotokollen der entsprechenden Gründungsplatten zumeist keinerlei Rissbildungen dokumentiert wurden und sich auch keiner der Baubeteiligten an Diskussionen zu diesem Thema erinnern kann.

2 Definition von Zwang 2.1 Allgemeines Bei den Einwirkungen (Aktionen) auf Bauteile werden direkte und indirekte Einwirkungen unterschieden. Direkte Einwirkungen sind Lasten wie Eigenlasten, Nutzlasten, Verkehrslasten, Schneelasten, Windlasten etc., die in Bauteilen Spannungen und Verformungen verursachen (Reaktionen). Indirekte Einwirkungen hingegen entstehen aus dem Bauteil aufgezwungenen Verformungen wie Temperaturbelastungen, Kriechen, Schwinden, Setzungen etc. bzw. deren Behinderung. Hierbei ist anzumerken, dass die Einwirkung Temperatur z. B. als Produkt im Lastfall „abfließende Hydratationswärme“ unzweifelhaft als indirekte Einwirkung angesehen wird, weil sie innerhalb des Bauteiles entsteht. Bei von außen sozusagen direkt auf das Bauteil einwirkenden Temperaturunterschieden (z. B. witterungsbedingt auf ein offenes Parkdeck) ist dies schon etwas unklarer, dennoch gilt auch diese Temperaturbeanspruchung als indirekte Einwirkung, weil sie letztlich nur den Vorgang der von innen kommenden Verformung in Gang setzt. In der Literatur und im Sprachgebrauch der Ingenieure – speziell der Tragwerksplaner – fällt oft der Begriff „Zwang“, allerdings ohne eine exakte, nähere Definition. In vielen Fällen scheint mit der Verwendung des Begriffes „Zwang“ sozusagen eine Art undurchsichtige und unbeeinflussbare Größe beschrieben zu werden, die unvermeidlicherweise Risse in Beton- bzw. Stahlbetonbauwerken erzeugt. Dieser (nur scheinbar) geheimnisvolle Schleier ist aber schnell gelüftet, wenn man sich die physikalischen Grundlagen vor Augen führt: Vereinfacht ausgedrückt entstehen Zwangskräfte durch die Behinderung einer Bewegung. Dies kann z. B. die Konsequenz aus Tem-

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A. Meier · Der späte Zwang als unterschätzter – aber maßgebender – Lastfall für die Bemessung

peraturunterschieden für das gesamte Bauteil sein oder auch die Folge eines nicht optimalen Bauablaufes und einer daraus resultierenden ungünstigen Betonierreihenfolge. Ebenfalls ursächlich können ungleichmäßig über den Bauteilquerschnitt verteilte Temperaturen, das Schwinden des Betons oder auch Setzungen wie z. B. eine Stützensenkung sein. Zwang gehört somit zur Gruppe der indirekten Einwirkungen. Diese entstehen (s. o.) durch den Bauteilen aufgezwungene Verformungen, die in diesen und/oder anderen Bauteilen Spannungen verursachen (Reaktionen), wenn diese Verformungen behindert werden. Man spricht in diesen Fällen von Zwang als Ursache und Zwangsspannungen als Folge. Zwangsbeanspruchungen werden im Detail weiterhin in verschiedene Formen unterschieden, zum einen in inneren und in äußeren Zwang und zum anderen in frühen und späten Zwang. Innerer Zwang entsteht aus der Verformungsbehinderung von im Bauteil wirkenden indirekten Einwirkungen (z. B. Dehnungen bzw. Stauchungen infolge Temperaturveränderungen oder infolge zeitabhängiger Veränderungen des Betons wie Schwinden und Kriechen). Äußerer Zwang entsteht aus der Verformungsbehinderung indirekter Einwirkungen, die von außen auf das Bauteil einwirken (z. B. unterschiedliche Bauwerkssetzungen). Zwang wird außerdem unterschieden in frühen und späten Zwang. Im Unterschied zu den Folgen direkter Einwirkungen hängt die Größe der verursachten Spannungen im Bauteil bei indirekten Zwangseinwirkungen von der Steifigkeit und Festigkeit der Bauteile zum Zeitpunkt der aufgezwungenen Verformungen ab. Mit anderen Worten: Bei gleich großer aufgebrachter Verformung entstehen im Bauteil umso höhere Zwangskräfte, je fester (steifer) das Material ist. Zwang in frühem Betonalter (früher Zwang) wird deshalb unterschieden, weil in der frühen Erhärtungsphase des Betons die Betonzugfestigkeit noch relativ gering ist. Die Zwangskräfte, die nötig sind, den Betonquerschnitt zum Reißen zu bringen, sind folglich auch relativ gering. In grafischen Darstellungen der Zugfestigkeitsentwicklung von Beton (Bild 1) ist zu erkennen, dass die Betonzugfestigkeit ca. drei bis fünf Tage nach dem Erhärten erst ca. 50 % bis 65 % ihres Endwertes erreicht hat. Dieser Zeitraum fällt zusammen mit einer in der Regel unvermeidlichen frühen Zwangsursache, dem Abfließen der Hydratationswärme. Die Erhärtung des Zements („Hydratation“) beginnt mit einer ausgeprägten exothermen chemischen Reaktion, d. h., es entsteht dabei Hydratationswärme. Diese Wärme führt zur Ausdehnung des frisch betonierten Bauteils. Abhängig von verschiedensten Faktoren wie z. B. der Zementart, der Bauteildicke, den Außentemperaturen ist die exotherme Reaktion innerhalb von ca. drei bis fünf Tagen abgeschlossen und das inzwischen erstarrte Betonbauteil kühlt wieder ab. Durch die Abkühlung will sich das Bauteil wieder verkürzen. Wird diese Verkürzung behindert (z. B. durch Festhaltungen an den Bauteilrändern) entstehen Zwangszugspannungen im Bauteilquerschnitt. Im Verlauf der Zeit erhärtet der Beton weiter und soll in der Vorstellung der meisten Tragwerksplaner 28 Tage nach dem Betonieren den geplanten Zielwert, d. h. 100 %

Bild 1. Qualitativer Verlauf der Entwicklung der Betonzugfestigkeit unter Laborbedingungen (Normwert 100 % nach 28 Tagen) (aus [4]) Fig. 1. Quanitativeprogress of the development of the tensile strength of concrete under laboratory conditions (standard value 100 % after 28 days, from [4])

seiner Betondruckfestigkeit und Betonzugfestigkeit erreicht haben. Es sei der Vollständigkeit halber hier ausdrücklich angemerkt, dass diese Annahme jedoch nach Norm nur für die eigens angefertigten und speziell gelagerten Prüfkörper zutreffend ist. Kein reales Bauwerk weist den Prüfkörpern vergleichbare Erhärtungsbedingungen auf. Wird Zwang im späten Betonalter (später Zwang) aufgebracht, sind zur Erzeugung von Rissen im Betonquerschnitt entsprechend größere Zwangskräfte erforderlich bzw. vorhanden. Ein möglicher später Zwang kann dadurch erzeugt werden, dass ein Bauteil gegenüber seiner ursprünglichen Temperatur beim Erhärten z. B. bei Außenluftzugang im Winter abgekühlt wird. Wird das dadurch induzierte Verkürzen z. B. durch Festhaltungen an den Bauteilrändern behindert, entstehen ebenfalls Zwangszugspannungen im Bauteilquerschnitt. In der Literatur existieren viele verschiedene, jedoch keine allgemein gültigen Definitionen bzw. Festlegungen für die verschiedenen Arten von Zwangsbeanspruchungen. Dies ändert sich auch mit der Einführung des EC2 im Jahre 2012 nicht, da hier wie in den letzten Normenänderungen der DIN 1045-1 auch nur sozusagen „Bekanntes“ (vgl. auch Erläuterungen oben) neu dargestellt wird. In der folgenden Tabelle 1 wird daher versucht, für häufig genannte Begriffe solche Definitionen zu geben. Lediglich für die – allerdings mittlerweile unüblichen – Bezeichnungen direkter und indirekter Zwang wurde in den Erläuterungen zur DIN 1045:1988 [5] in Heft 400 des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) [6] eine Definition gefunden, die ebenfalls in Tabelle 1 aufgenommen wurde. Neben der hier unter dem Begriff voller Zwang genannten Definition finden sich im Sprachgebrauch der Ingenieure noch zwei Erklärungsmöglichkeiten, die erwähnt werden sollen. Zum einen kann man vollen Zwang so sehen, dass damit der absolut schlimmste anzunehmende Fall betrachtet wird. Das bedeutet also Zwang, bei dem die entstandenen Kräfte maximal sind und die ein Bauteil be-

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Tabelle 1. Mögliche Begriffsdefinitionen für Zwangsbezeichnungen Table 1. Different definitions for descriptions of restraint Innerer Zwang

Zwang, der aus der Verformungsbehinderung von im Bauteil wirkenden indirekten Einwirkungen entsteht (z. B. Temperaturveränderungen, Schwinden, Kriechen)

Äußerer Zwang

Zwang, der aus der Verformungsbehinderung indirekter Einwirkungen entsteht, die von außen auf das Bauteil einwirken (z. B. Setzungen)

Direkter Zwang (nach Heft 400 DAfStb [6])

Ursache und Wirkung treten am selben Bauteil bzw. Querschnitt auf (z. B. die eingespannte Wand mit Schwind- bzw. Temperaturverkürzung)

Indirekter Zwang (nach Heft 400 DAfStb [6])

Ursache und Wirkung treten an verschiedenen Bauteilen bzw. Querschnitten auf (z. B. Stützensenkung)

Früher Zwang

Zwang, der in einem Zeitraum < 3–5 Tagen entsteht (z. B. während des Abfließens der Hydratationswärme)

Später Zwang

Zwang, der in einem Zeitraum nach dem Abfließen der Hydratationswärme (also bereits vor, mit Sicherheit aber ab Erreichen der Normfestigkeit) entsteht (z. B. durch Temperaturveränderungen, Schwinden, Kriechen, Setzungen)

Voller Zwang

Zwang aus einer starr gelagerten Verformungsbehinderung (z. B. bei steifen Wandscheibensystemen)

Teilweiser Zwang

Zwang aus einer elastisch gelagerten Verformungsbehinderung (z. B. bei biegeweichen Stützen)

anspruchen, welches bereits die maximale Baustofffestigkeit, d. h. maximale Zugfestigkeit entwickelt hat. Dies hätte zur Folge, dass nach dieser Anschauung voller Zwang nur als später Zwang auftreten kann. Zum anderen gibt es auch Meinungen, dass unter vollem Zwang in Kräften ausgedrückt verstanden wird, dass die Zwangsschnittgröße die zu diesem Zeitpunkt notwendige Rissschnittgröße erreicht. Dies würde bedeuten, dass auch bei frühem Zwang ein voller Zwang auftreten kann. Nach Ansicht des Autors hat sich jedoch im Sprachgebrauch der Tragwerksplaner der Begriff „voller Zwang“ als Bezeichnung für den schlimmsten möglichen Fall eingebürgert, und dieser tritt erst in spätem Bauteilalter bei höheren Bauteilfestigkeiten auf.

a)

2.2 Beispiel 1a: früher, teilweiser Zwang als innerer Zwang Eines der bekanntesten Beispiele für diese Form des Zwanges dürfte wohl die in den Bildern 2a, 2b und 3 dargestellte Rissbildung sein. Sie entsteht ca. ab einem Temperaturunterschied ΔT von 15–20 K innerhalb des Bauteiles und stellt sich als Oberflächenrissbildung (auch Schalenrisse genannt) ein. Im Detail werden durch den Temperaturunterschied zwischen Kernbereich (Druckspannungen) und Randzone (Zugspannungen) Querspannungen erzeugt, die zur Rissbildung führen.

b)

Bild 2. a) Schematische Darstellung der Spannungsverteilung aus Temperaturunterschieden innerhalb eines Bauteiles an einem Wandquerschnitt (aus [7], nach [8]); b) Schematische Darstellung der Rissbildung aus Temperaturunterschieden innerhalb eines Bauteiles an einer Wandansicht (aus [7], nach [8]) Fig. 2. a) Schematic display of stress disribution due to differences in temperature inside a structural member for a wall cross section (from [7], according to [8]); b) Schematic display for the crack formation due to differences in temperatures inside a structurals member for the elevation of a wall (from [7], according to [8])

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Bei der Fülle der bereits jetzt genannten Begriffe erscheint die allgemein übliche Praxis, Zwangsbeanspruchungen mit maximal nur einem Adjektiv zu beschreiben daher meistens als zu kurz gegriffen. Um die bisher eingeführten Begriffe besser zu verdeutlichen, sollen im Folgenden kurz übliche Fälle beispielhaft benannt und beschrieben werden.

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Bild 3. Beispiel für die Rissbildung aus Temperaturunterschieden innerhalb eines Bauteiles Fig. 3. Exampe for the crack formation due to differences in temperatures inside a structural member


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2.3 Beispiel 1b: früher, voller Zwang als innerer Zwang

2.4 Beispiel 2a: später, voller Zwang als äußerer Zwang

Ein anderer, häufig anzutreffender Fall des frühen Zwanges ist die Rissbildung in einer neu betonierten Wand, welche auf einem bereits erhärteten Fundament errichtet wird. Für diesen Fall entsteht durch den im Folgenden beschriebenen Effekt ein wie in den Bildern 4 und 5 dargestelltes Rissbild. Hier liegt grundsätzlich folgender Sachverhalt zugrunde: Während der Hydratation des Zementes erwärmt sich der Beton und dehnt sich folglich aus. Wenn er sich wieder abkühlt, bemessungstechnisch als „Lastfall abfließende Hydratationswärme“ bezeichnet, wird der Versuch des frischen Betons, sich zusammenzuziehen, behindert. Die Behinderung entsteht dabei durch das bereits erstarrte Fundament mit rauer Arbeitsfuge zwischen Wand und Fundament. Im rechten Teil des Bildes 4 sowie in Bild 5 ist zu erkennen, dass bei hohen Bauteilen die beschriebene Rissbildung umso mehr zurückgeht, je weniger die Verformungsbehinderung am Wandfuß wirkt, d. h. je weiter oben man die Wand betrachtet. In vielen Fällen ist auch zu erkennen, dass die Behinderung am Wandfuß die Rissbildung erst in einigen Dezimetern Höhe beginnen lässt.

Auch die konstruktive Positionierung bzw. Einbindung eines einzelnen Betonbauteiles im Gesamtgebäude kann als Zwangsursache rissauslösend werden. So kann z. B. eine durch hohe Auflasten planbare, in gewissem Maße auch berechenbare Setzung eines Einzelfundamentes in einem mehrgeschossigen Gebäude eine „geplante“ Stützensenkung verursachen. Dadurch entstehen aber unvermeidbare Zwangskräfte für die die Stütze auf dem Fundament umgebende Konstruktion und evtl. Rissbildungen (Bild 6).

Bild 4. Schematische Darstellung der Rissbildung „neue Wand auf altem Fundament“ (aus [7], nach [8]) Fig. 4. Schematic display of an crack formation “new wall on top of an old foundation” (from [7], according to [8])

Bild 5. Beispiel für die Rissbildung „neue Wand auf altem Fundament“ Fig. 5. Example for the crack formation “new wall on top of an old foundation”

2.5 Beispiel 2b: später, voller Zwang als äußerer Zwang Als Beispiel für diesen Lastfall kann die Situation von Stahlbetondecken in einem Bürogebäude oder auch einem Parkdeck dienen, die zwischen zwei sehr steifen Kernen eingespannt sind (Bild 7). Speziell im Parkdeckfall sind diese Decken den witterungsbedingten Temperaturunterschieden ausgesetzt. Nach dem Abfließen der Hydratationswärme unterliegen solche in Längsrichtung sonst oft (d. h. neben den Kernen) wenig ausgesteiften Baukörper bei Temperaturänderungen rissauslösenden Kräfteverhältnissen. Die Folge dieser Gebäudegeometrien sind

Bild 6. Rissbildung aus Stützensenkung (aus [7]) Fig. 6. Crack formation due to settlement of supports (from [7])

Bild 7. Rissbildung aus Temperaturdifferenzen (aus [7]) Fig. 7. Crack formation due to differences in temperature (from [7])

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Trennrisse in den Stahlbetondecken und/oder Risse an Nahtstellen, die temperaturabhängig ihre Rissbreite immer wieder verändern.

3 Übliches Vorgehen in der Bemessung Im Bereich der Tragwerksplanung stellt die Ermittlung einer rissbreitenbegrenzenden Bewehrung eine alltägliche Aufgabe dar. Leider ist diese Berechnung aber mit einer großen Unbekannten verbunden, nämlich der vorhandenen Beton(zug)festigkeitsentwicklung. Für den Endzustand weiß man, dass die Betonzugfestigkeit erfahrungsgemäß bei ca. 10 % der Betondruckfestigkeit liegt, aber wie schnell sie sich entwickelt und wie groß sie zu bestimmten Zeitpunkten wirklich ist, ist in zu vielen Fällen gänzlich unbekannt. Weiterhin wird in den seltensten Fällen bedacht, dass sowohl u. U. die Zugfestigkeits- als auch die E-Modulentwicklung der Druckfestigkeitsentwicklung vorauseilen. Der Tragwerksplaner muss heute meistens die statische Berechnung sehr weit vor der eigentlichen Ausführung erstellen, ohne die genauere Kenntnis bestimmter, aber für das Berechnungsmodell entscheidender Kennwerte. Der letztlich am Bauwerk zum Einsatz kommende Beton und seine spezifischen Materialeigenschaften sind dem Tragwerksplaner nicht bekannt. Deswegen wird in der statischen Berechnung meist die wirksame Zugfestigkeit fct,eff des Betons zum Zeitpunkt des vermuteten Rissauftretens pauschal nach Abschnitt 11.2.2 (5) von DIN 1045-1 zu 0,5 · fctm gesetzt. Dies ist ein nach DIN 1045-1 völlig erlaubtes, aber sehr vereinfachtes Vorgehen, denn dabei wird oft der Passus „wenn kein genauerer Nachweis erfolgt“ überlesen.Wenn also zur Ermittlung der Mindestbewehrung dieser Ansatz gewählt wird, so ist nach Berichtigung 2 zu [9], Abschnitt 11.2.2 und somit nach der Anfang 2008 erschienenen Neuauflage [10] von [9] folgendes Vorgehen in die Norm aufgenommen worden: Sofern mit der o. g. Annahme gerechnet wird, ist dies rechtzeitig durch Hinweis in Baubeschreibung, Ausschreibung und Ausführungsplänen dem Bauausführenden mitzuteilen. Ihm ist damit die Möglichkeit zu geben, dass bei der Festlegung des Betons eine dementsprechende besondere Anforderung aufgenommen werden kann. Auf den Bewehrungszeichnungen und in der Ausschreibung kann z. B. folgender Text verwendet werden (vgl. [3]): „Bei der Begrenzung der Rissbreite für dieses Bauteil wurde ein Beton angenommen, dessen Betonzugfestigkeit fct,eff nach 5 Tagen höchstens 50 % der mittleren Zugfestigkeit fctm erreicht (max fct,eff,5d = 0,5 fctm,28d ). Dies ist bei der Festlegung des Betons und der Bauausführung zu berücksichtigen.“ Auf Empfehlungen für den Bestellvorgang von Beton wird an dieser Stelle aufgrund der tragwerksplanerischen Ausrichtung dieses Textes verzichtet, es sei aber an dieser Stelle auf die in [3] zu diesem Punkt gegebenen Empfehlungen hingewiesen. Zurückkommend auf die Tragwerksplanung ist es natürlich nicht nur erlaubt, sondern durchaus auch sinnvoll,

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für im Rahmen der Statik angenommene andere Betonzugfestigkeiten als die mittlere (fctm) bzw. auch für andere Bemessungsszenarien ebenso zu verfahren. Es ist allerdings in der gutachterlichen und prüfsachverständigen Tätigkeit festzustellen, dass die Bemessung von Stahlbetonplatten neben der Bemessung auf direkte Einwirkungen in der praktischen Tragwerksplanung zumeist nur für diesen einen Lastfall, nämlich für den Lastfall abfließende Hydratationswärme, durchgeführt wird. Dabei wird die wirksame Zugfestigkeit fct,eff des Betons zum Zeitpunkt des vermuteten Rissauftretens pauschal nach [10] als abgeminderte, mittlere Zugfestigkeit mit dem Wert 0,5 · fctm angenommen. Andere Bemessungen mit Ausnahme der Bemessung für direkte Einwirkungen wurden bzw. werden für Gründungsplatten erfahrungsgemäß nicht durchgeführt. So wird z. B. auch die in [11] formulierte Idee, eine erste Berechnung zur Beurteilung der Rissneigung einer Stahlbetongründungsplatte mit deren unterem Quantilwert der Zugfestigkeit vorzunehmen, nicht angenommen. Durch die reduzierte Zugfestigkeit werden bei diesem Vorschlag sozusagen lokale Fehlstellen durch angenommene, schlechte Baustoffeigenschaften provoziert, an denen die Konstruktion reißen würde. Bei sich in dieser Berechnung ergebender Rissgefahr soll nach [11] eine zweite, nichtlineare Berechnung mit der mittleren Betonzugfestigkeit durchgeführt werden. In vielen Ingenieurbüros jedoch ist ein FEM-Programm, das zuverlässig nichtlinear rechnen kann, meist gar nicht vorhanden, und die Zeit für einen zweiten Rechengang ist ebenfalls nicht gegeben. Die Entscheidung, ob eine Bemessung auf frühen Zwang ausreichend ist oder ob in einem späten Bauteilalter noch Zwangsbeanspruchungen auftreten können, kann unter Berücksichtigung der bisher beschriebenen Sachverhalte somit nur vom Tragwerksplaner getroffen werden. Sie sollte als wichtiger Bestandteil der Tragwerksplanung angesehen und dementsprechend behandelt werden. Aus Sicht des Autors sollten sowohl in der statischen Berechnung (z. B. im Kapitel Grundlagen) als auch in der Ausschreibung alle wesentlichen, vom Tragwerksplaner getroffenen Annahmen wie z. B. die angesetzte Betonzugfestigkeit (siehe auch oben) und die Zwangsart (früh oder spät) bereits deutlich beschrieben werden. Bei einem solchen Informationsfluss kann der später hinzustoßende Bauausführende auf die (ihm dann bekannte) Situation reagieren, z. B. in Bezug auf den verwendeten Beton oder die Ausführungsreihenfolge. Dies ist dem Ausführenden bei der derzeitigen Praxis meistens nur mit ausreichendem zeitlichen Vorlauf möglich, den es in den seltensten Fällen gibt. Zudem benötigt er detaillierte statische Kenntnisse und ein aufwendiges Studium der Details der statischen Berechnung, um derartige Punkte zu erkennen.

4 Auswirkungen in der Praxis Dieses oben beschriebene übliche Vorgehen führte aber und führt bis heute oftmals zu einem entscheidenden „Systemfehler“ in der Bemessung von Stahlbetonplatten und speziell von Gründungsplatten. Angeblich aus Gründen der Materialersparnis wird oft statt der empfohlenen und hier in Bild 8 dargestellten ebenen Gründungsplatten-


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Bild 8. Ebene Gründungsplattenuntersicht mit herabgesetzten Zwangsspannungen (aus [7], nach [8]) Fig. 8. Bottom view on a plane foundation slab with low restraint stress (from [7], according to [8])

Bild 9. Unebene Gründungsplattenuntersicht mit erhöhten Zwangsspannungen durch Verzahnung (aus [7], nach [8]) Fig. 9. Bottom view on a non-plane foundation slab with high restraint stress (from [7], according to [8])

untersicht eine unebene Gründungsplattenuntersicht analog zu Bild 9 geplant und ausgeführt. Das Schwinden von Beton ist ein kontinuierlicher und länger andauernder Prozess, der sich durchaus über einen Zeitraum von mehreren Jahren erstrecken kann. Dadurch entsteht in bewegungsbehinderten, also Zwang unterliegenden Stahlbetonplatten alleine schon aus dem zum Baustoff Beton gehörenden Materialverhalten (neben lagerungs- bzw. lastbedingten Biegebeanspruchungen) eine im Laufe der Jahre immer größer werdende Zugbeanspruchung. Sofern die betroffene Stahlbetonplatte (vgl. auch Bild 7) zusätzlich auch Temperaturunterschieden ausgesetzt ist, werden die auftretenden Zwangskräfte u. U. zeitweise nochmals erhöht. Ist eine Stahlbetongründungsplatte idealerweise auf ihrer Unterseite horizontal eben ausgebildet (vgl. Bild 8) und auf einer möglichst gleitfähigen Unterlage hergestellt worden, so kann sie auf die auf sie einwirkenden, oben beschriebenen, baustoff- und/oder temperaturbedingten Kräfte durch Verkürzung bzw. Ausdehnung reagieren. Diese „Entspannung durch Bewegung“ ist bei einer Konstruktion nach Bild 9 oder 10 durch die Verzahnung des Gebäudes mit dem Baugrund nicht rissfrei möglich. Hier entstehen im Vergleich zur durchgeführten statischen Berechnung deutlich erhöhte Zwangskräfte aus Bewegungsbehinderung, die die Gründungsplatte beanspruchen. Neben den in Bild 8 dargestellten, biegesteif und monolithisch an die Gründungsplatte angeschlossenen Einzel- bzw. Streifenfundamentverdickungen kann die Bewegungsabsicht einer Gründungsplatte auch noch durch andere Einflüsse behindert werden. Dies können z. B. Reibungskräfte zwischen zwei an sich ebenen Untergründen wie Sauberkeitsschicht und Konstruktionsbeton ebenso sein wie Fixpunkte, z. B. in Form von Pumpensümpfen oder Aufzugsunterfahrten. In der Folge zeigt sich dann bei Gründungsplatten z. B. die in Bild 10 dargestellte, hier stark schematisierte Rissbildung. Zusammengefasst entstehen für Gründungsplatten zum einen Zwangssituationen aus Bewegungsbehinderun-

gen in frühem (Lastfall früher Zwang), aber vor allem auch spätem Bauteilalter (Lastfall später Zwang). Die bei spätem Zwang auftretenden Kräfte sind bedingt durch die mittlerweile erreichte Endfestigkeit des Betons betragsmäßig größer als die im frühen Stadium. Der Baustoff Stahlbeton kann dann dieser Beanspruchung meistens nur noch seinem grundsätzlichen Funktionsprinzip folgend die eingelegte Bewehrung entgegensetzen, weil die Beanspruchbarkeit des reinen Baustoffes Beton durch Zugkräfte schnell überschritten wird. Eine nur auf den Lastfall abfließende Hydratationswärme bemessene Stahlbetongründungsplatte kann aber in spätem Bauteilalter diese Belastungen oft nicht mehr folgenlos aufnehmen. Die eingelegte Bewehrung kann zwar die Beanspruchungen aus abfließender Hydratationswärme im Lastfall früher Zwang aufnehmen und durch Rissbildungen in der geplanten Größenordnung kompensieren, für den Lastfall später Zwang hingegen ist sie aber unterdimensioniert. Eine betroffene Gründungs-

Bild 10. Schematisierte Rissbildung zwischen Fixpunkten einer Stahlbetongründungsplatte (aus [7]) Fig. 10. Schematic crack formation between fixpoints of a reinforced foundation slab (from [7])

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platte kann sich daher den auftretenden Kräften im Lastfall später Zwang sozusagen nur noch „durch Flucht“ entziehen, technisch gesehen also die Belastung durch vermehrte und/oder breitere Rissbildung abbauen.

5 Folgen einer Bemessung auf späten Zwang

Die ausführliche Legende zu fct,eff in Abschnitt 11.2.2 von [10] gibt für den meist nicht bemessenen Lastfall später Zwang neben der oben angeführten Vorgehensweise (fct,eff = Mittelwert der Zugfestigkeit fctm nach Tabelle 9 aus [10], also 100 % von fctm) weiterhin folgenden Hinweis: „Wenn der Zeitpunkt der Rissbildung nicht mit Sicherheit innerhalb der ersten 28 Tage festgelegt werden kann, sollte mindestens eine Zugfestigkeit von 3 N/mm² für Normalbeton … angenommen werden“.

Die entscheidende Gleichung (127) in [10] zur Errechnung des Mindestbewehrungsquerschnittes für die Begrenzung der Rissbreite lautet: As = kc · k · fct,eff · Act/σs mit: As Querschnittsfläche der Betonstahlbewehrung in der Zugzone des betrachteten Querschnitts oder Teilquerschnitts. kc Beiwert zur Berücksichtigung des Einflusses der Spannungsverteilung innerhalb der Zugzone Act vor der Erstrissbildung sowie der Änderung des inneren Hebelarmes beim Übergang in den Zustand II. k Beiwert zur Berücksichtigung von nichtlinear verteilten Betonzugspannungen und weiteren risskraftreduzierenden Einflüssen. fct,eff Wirksame Zugfestigkeit des Betons zum betrachteten Zeitpunkt. Für fct,eff ist bei diesem Nachweis der Mittelwert der Zugfestigkeit fctm einzusetzen. Dabei ist diejenige Festigkeitsklasse anzusetzen, die beim Auftreten der Risse zu erwarten ist. Act Fläche der Betonzugzone im Querschnitt oder Teilquerschnitt. Zulässige Spannung in der Betonstahlbewehrung σs zur Begrenzung der Rissbreite in Abhängigkeit vom Grenzdurchmesser ds* nach Tabelle 20 (aus [10]). Betrachtet man die Faktoren auf der rechten Seite von Gleichung (127) aus [10], so wird schnell ersichtlich, dass sich für ein Stahlbetonbauteil der maßgebende Einfluss aus der effektiven Betonzugfestigkeit fct,eff ergibt – alle übrigen Faktoren verändern sich bei den beiden Bemessungsfällen früher bzw. später Zwang nicht bzw. neutralisieren sich einflussmäßig. Wie in Abschn. 3 dargestellt, wird in der Tragwerksplanung mit der Methodik aus [10] üblicherweise nur eine Bemessung auf frühen Zwang mit einer angenommenen wirksamen Zugfestigkeit fct,eff = 0,5 · fctm des Betons zum Zeitpunkt des vermuteten Rissauftretens durchgeführt. Die effektive Betonzugfestigkeit wird also rechnerisch nur mit 50 % von fctm angesetzt.

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass sich die zur Begrenzung der rechnerischen Rissbreite auf einen bestimmten Wert wk erforderliche Bewehrung beim Übergang von der Bemessung auf frühen Zwang hin zur Bemessung auf späten Zwang – grob genähert – in bestimmten Fällen durchaus verdoppeln kann. Bei Festigkeitsklassen bis C30/37 kann eventuell sogar ein noch größerer Einfluss entstehen, d. h. die erforderliche Bewehrungsmenge kann sich unter Umständen sogar mehr als verdoppeln. Dies liegt darin begründet, dass die erforderliche Bewehrungsmenge wie oben beschrieben direkt abhängig von der angesetzten Zugfestigkeit des Betons ist. Bei rechnerischen Zugfestigkeiten nach [10] (Tabelle 2) ist mit 3,00 N/mm² aber eine höhere Zugfestigkeit anzusetzen, als sich nach Tabelle 2 ergeben würde. Die erforderliche Bewehrung kann sich also mehr als verdoppeln. Es sei angemerkt, dass die sich in der statischen Berechnung ergebende, maximale Bewehrungsmenge auch noch durch die aufnehmbare Stahlspannung beeinflusst wird, sodass sich auch geringere Steigerungsraten als eine Verdoppelung ergeben können. Die heute real auftretenden Zugfestigkeiten bei Betonen nach DIN 1045-2008 sind dabei – bedingt durch die erhöhten Zement- bzw. Feinkornanteile im Vergleich zu früher üblichen Betonen, die auf der Ausgabe 1988 der DIN 1045 basierten – durchaus höher als damals, obwohl ihre Druckfestigkeiten in gewisser Weise vergleichbar sind.

6 Konkrete Beispiele Die Stahlbetongründungsplatte einer Tiefgarage wurde im Rahmen der Tragwerksplanung mit folgenden Parametern für den Lastfall früher Zwang aus abfließender Hydratationswärme bemessen: – C35/45; – h = 0,30 m;

Tabelle 2. Mittelwerte der Betonzugfestigkeit fctm nach Tabelle 9 aus [10] Table 2. Mean valuesof the concrete tensile strength fctm according to table 9 of [10] C

12/15

16/20

20/25

25/30

30/37

35/45

40/50

45/55

50/60

fctm(N/mm²)

1,6

1,9

2,2

2,6

2,9

3,2

3,5

3,8

4,1

anzusetzen für frühen Zwang (N/mm²)

0,80

0,95

1,10

1,30

1,45

1,60

1,75

1,90

2,05

anzusetzen für späten Zwang (N/mm²)

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,2

3,5

3,8

4,1

Möglicher Steigerungsfaktor (Zeile 4/Zeile 3)

3,75

3,16

2,73

2,31

2,07

2,0

2,0

2,0

2,0

222

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– d1 = 60 mm (oben und unten); – angestrebte rechnerische Rissbreite wk = 0,15 mm. Eine Bemessung auf Temperaturunterschiede erfolgte nicht, da die Stahlbetongründungsplatte im 3. Untergeschoss lag. Dies ist aus Sicht der Tragwerksplanung, die auftragsgemäß zumeist lediglich den Endzustand des Bauwerks berechnen soll, richtig. Eine Berechnung, die beispielsweise einen Bauzustand berücksichtigt, müsste extra beauftragt und vergütet werden. Ein derartiger, oft in der Praxis auftretender Bauzustand ist z. B. der witterungsbedingte Einfluss einer Abkühlung vom Zeitraum Oktober bis April. Das oder die Untergeschosse wurden vor Beginn des Winters fertig gestellt, mit dem Bau der Obergeschosse wird aber erst nach dem Winter wieder richtig begonnen. Ohne Beheizung der Untergeschosse kühlen die dortigen Bauteile (auch bis in das unterste Geschoss) stark aus und wollen sich verkürzen. Es entsteht der Lastfall Zwang. In diesem Beispiel ergab sich bei einer „normalen“ Berechnung für den Lastfall früher Zwang nach [9] eine erforderliche Bewehrungsmenge von ca. as,o = as,u ≈ 10,1 cm²/m, welche durch Listenmatten mit Doppelstäben ∅ 8, t = 10 cm (entsprechend 10,0 cm²/m) abgedeckt wurde. Der Grundriss der Tiefgarage stellt sich aber in der Ortsbesichtigung als langgestrecktes Rechteck mit Abmessungen von ca. b/l = 30 m/150 m dar. Zur Abtragung der Vertikal- und Horizontallasten des sechsstöckigen Gesamtgebäudes sind Verdickungen für Einzel- und Streifenfundamente notwendig, die biegesteif und monolithisch an die 0,30 m dicke Gründungsplatte angeschlossen sind. Zusätzlich sind ca. in den Drittelspunkten der Längsachse Aufzugsunterfahrten angeordnet, deren Unterkanten ca. 1,3 m tiefer liegen als die Unterkante der Gründungsplatte. Dadurch entsteht der oben beschriebene Effekt der Verhakung des Bauwerkes mit dem Baugrund, also der Lastfall später Zwang. Die Berechnung für späten Zwang nach [9] ergibt in diesem Fall eine erforderliche Bewehrungsmenge von ca. as,o = as,u ≈ 14,3 cm²/m, also ca. 42 % mehr erforderliche Bewehrung. Da diese nicht eingelegt worden war, entstanden Trennrisse quer zur Bauteillängsachse mittig in den Feldern zwischen den Einzelfundamenten der aufgehenden Stützen (Bild 11). Als zweites Beispiel soll an dieser Stelle die oftmals praktizierte Deckelbauweise genannt werden. Dabei werden z. B. bei schlechten Baugrundverhältnissen zuerst Schlitzwände (und ggfs. im späteren Bauteilinneren Bohrpfähle) erstellt. Im Anschluss wird die spätere Decke über dem 1. Untergeschoss betoniert, die somit eine Kopfhalterung für die Schlitzwände bieten kann. Während nach Erreichen einer definierten Festigkeit nach oben weitergebaut wird, kann zugleich nach unten hin abgegraben werden. Nach dem Erreichen der geplanten Aushubtiefe unter der Stahlbetondecke über dem 1. Untergeschoss wird dann die Gründungsplatte im Bauteilinneren betoniert. Oft sind solche Bauten als wasserundurchlässige Bauwerke nach [1] bzw. [2] zu realisieren, sodass die Gründungsplatte z. B. mit Bewehrungsanschlüssen an die Schlitzwände angeschlossen wird. Die Stahlbetongründungsplatte ist dadurch an Bauteilen fixiert, die ihrerseits bereits Lasten aus dem aufgehenden Bauwerk abtragen und nicht mehr wirklich „verformungswillig“ sind. Sowohl der Lastfall früher Zwang aus abfließender Hydratationswärme als

Bild 11. Beispiel für eine durch späten Zwang gerissene Stahlbetongründungsplatte (Risse zur Verdeutlichung nachgezeichnet) Fig. 11. Example of anreinforced foundation slab cracked by late restraint (cracks marked for clarification)

auch der Lastfall später Zwang werden daher eine so hergestellte Gründungsplatte beanspruchen. Dadurch besteht zum einen die Gefahr von neuen Rissbildungen nach dem Abfließen der Hydratationswärme, also zu einem Zeitpunkt an dem eigentlich keine Rissbildung mehr erwartet wird. Zum anderen werden auch Risse, die bereits früh (während des Abfließens der Hydratationswärme) entstanden sind oder auch nur angelegt wurden, aufgeweitet werden. Hierbei werden Rissbreiten, die bislang unter dem Rechenwert der rechnerischen Rissbreite geblieben waren, eine messbare Rissbreite aufweisen, die über dem Rechenwert der rechnerischen Rissbreite liegt. Ein weiterer, oftmals in der gutachterlichen Tätigkeit auftretender Fall sei hier als drittes Beispiel angeführt, und zwar der klassische, statisch eigentlich nicht tragende Industriefußboden. Unabhängig von der Konstruktionsart und der Form der statischen Berechnung gelten für derartige Bauteile ganz allgemein vor allem die beiden folgenden Konstruktionsgrundsätze (vgl. [12]), die aus den bislang dargelegten Gründen auch auf den Lastfall späten Zwang abzielen. Zur Vermeidung von Rissen in eigentlich statisch nicht tragenden Bodenplatten sollten: – in der Regel Fugen ausgeführt und konsequente Trennungen der Bodenplatten von allen festen Einbauten (Stützen, Wände, Schächte, Fundamente) z. B. durch Raumfugen vorgenommen werden; – die Bodenplatten ausreichend „verschieblich“ auf dem Untergrund gelagert werden.

7 Zusatzaspekt Ein weiterer rissauslösender Aspekt, auf den in der Tragwerksplanung nicht eingegangen wird bzw. werden kann, ist die End(zug)festigkeit des Betons. Heute übliche Betone liegen mit ihren End(druck)festigkeiten oft deutlich über den nach DIN 1045:2008 geforderten Mindest(druck)festigkeiten. Größere Betondruckfestigkeiten haben aber auch größere Betonzugfestigkeiten zur Folge, was wiederum die entstehende Zugkraft in die Höhe treibt (vgl. Gleichung (127) in [10] bzw. Abschn. 5). Der Tragwerksplaner muss heute meistens die statische Berechnung sehr weit vor der eigentlichen Ausfüh-

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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A. Meier · Der späte Zwang als unterschätzter – aber maßgebender – Lastfall für die Bemessung

rung erstellen ohne genauere Kenntnis bestimmter, entscheidender Kennwerte. Insbesondere die später durch den lokal hergestellten Baustoff Beton von Ort zu Ort variierende Betonzugfestigkeit und ihre Entwicklung sind ihm zum Zeitpunkt der Berechnung nicht bekannt. Um überhaupt rechnen zu können, muss er sich des oben beschriebenen Instrumentariums der DIN 1045-1:2008-08 [10] bedienen. In [10] werden Rechenwerte für Festigkeiten angegeben. Dort ist (zu Recht) nicht gefordert oder empfohlen, bedingt durch das Wissen um die höheren realen Festigkeiten in der Tragwerksplanung höhere Beton(zug)festigkeiten als diejenigen zu verwenden, die in [10] als Rechenwerte angegeben sind. Insofern finden die Rechenwerte aus [10] (mangels Alternative logischerweise) ihren Weg in die statische Berechnung. Für das spätere Bauwerk kann das bedeuten, dass neben der Problematik der richtigen Definition der Zwangsbeanspruchung auch der Baustoff einen unangenehmen Zusatzeinfluss ausüben kann, der die entstehenden Risse breiter werden lässt.

8 Zusammenfassung und Empfehlungen für die Bemessungspraxis Der Lastfall später Zwang infolge einer Bewegungsbehinderung durch Verzahnung von Bauwerken mit dem Baugrund – beispielsweise durch Einzel- bzw. Streifenfundamentverdickungen, Pumpensümpfen oder Aufzugsunterfahrten – stellt für viele Gründungsplatten einen in der üblichen Tragwerksplanung unterschätzten und zum Großteil nicht bemessenen Lastfall dar. Dieser Lastfall kann aber nach Ablauf einer zum Teil auch mehrjährigen Zeitspanne rissauslösend werden. Bedingt durch die langjährige Praxis der tragwerksplanerischen Bemessung von Gründungsplatten ist zu befürchten, dass ein Großteil von ausgeführten Gründungsplatten im Hinblick auf den Lastfall später Zwang unterdimensioniert bzw. für diese in der Realität auftretende Beanspruchung hinsichtlich Gebrauchstauglichkeit zu knapp bemessen sind. Das „Funktionieren“ dieser Gründungsplatten ist erfahrungsgemäß den normalerweise relativ konstanten Umgebungsbedingungen geschuldet, sodass sich aus Temperaturänderungen keine Zwangskräfte aufbauen können. Eine rissauslösende Zwangskraft müsste in diesen Stahlbetongründungsplatten zum allergrößten Teil aus Schwindprozessen entstehen, was bei üblichen Betonen als nicht besonders wahrscheinlich erscheint. Von daher sollte zukünftig in der Tragwerksplanung neben der allgemeinen Empfehlung zu günstigen Gründungsplattenuntersichten (vgl. Bild 8) vor allem den Lagerungsbedingungen für Gründungsplatten und den sich daraus ergebenden Bemessungssituationen deutlich mehr Aufmerksamkeit gewidmet werden. Dies bedeutet in der Praxis, dass vom Tragwerksplaner genau bedacht werden muss, ob eine Bemessung für den Lastfall später Zwang bei voll ausgebildeter Bauteilfestigkeit tatsächlich – wie derzeit üblich – in nahezu allen Fällen unterlassen werden kann. Dies gilt insbesondere auch für Bauzustände wie z. B. den Zwang aus einer Abkühlung eines Bauwerks über den Winter, die im Normalfall nicht Gegenstand der statischen

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Berechnung sind. Zusätzlich sollte angestrebt werden, die tatsächliche Betonzugfestigkeit in die statische Berechnung einzuführen. Die Empfehlung für die Durchführung dieser Bemessung auf späten Zwang gilt trotz des Wissens, dass dadurch die Kosten im Bereich der Bewehrung erhöht werden. Das Schadenspotenzial ist durchaus enorm und tritt wahrscheinlich erst zu einem so späten Zeitpunkt zu Tage, zu dem das Gebäude bereits vollständig genutzt wird und die Gewährleistungsdauer vielleicht bereits abgelaufen ist. Entsprechende Probleme der Tragwerksplaner mit bzw. auch zwischen Bauträgern bzw. Bauherren und Nutzern könnten aber bei Bemessung auf späten Zwang oder konsequenter Aufklärung vermieden werden. Die Verlagerung von Kosten aus der Bauphase durch das Einsparen von Bewehrung führt oftmals unweigerlich zu Betriebs- bzw. Wartungskosten in der Nutzungsphase. Sofern ein Bauherr bzw. Bauträger bereits vor der Errichtung seines Bauwerkes weiß, dass in seinem Bauwerk Rissbildung entstehen kann, aus deren Instandsetzung z. B. durch Verpressung Kosten entstehen, wird er seine Entscheidung zu sparen eventuell überdenken. Literatur [1] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“, Ausgabe November 2003. [2] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Heft 555 „Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“, Ausgabe März 2006. [3] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E. V.: Merkblatt „Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau“, Fassung Januar 2006. [4] F. Fingerloos: Normen und Regelwerke; Kapitel XII im Betonkalender 2012, Band 2; Verlag Ernst & Sohn, Berlin. [5] DIN 1045:1988-07: Beton- und Stahlbeton; Bemessung und Ausführung. [6] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Heft 400 Erläuterungen zur DIN 1045 Beton und Stahlbeton, Ausgabe 07.88. [7] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E. V.: Tagungsband Regionaltagung München 2008. [8] G. Lohmeyer und K. Ebeling: Weiße Wannen – einfach und sicher, 8. überarbeitete Auflage, Verlag Bau+Technik. [9] DIN 1045-1:2001-07: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton Teil 1: Bemessung und Konstruktion. [10] DIN 1045-1:2008-08: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton Teil 1: Bemessung und Konstruktion. [11] B. Eierle und K. Schikora: Bodenplatten unter frühem Temperaturzwang – Rechenmodelle und Tragverhalten; Bauingenieur 75, Heft 10/2000. [12] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E. V.: Tagungsband Regionaltagung München 2011.

Dipl.-Ing. Andreas Meier Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. Bauberatung Süd Beethovenstraße 8 80336 München


Fachthemen Michael Fastabend Tobias Schäfers Mark Albert Barbara Schücker Norbert Doering

DOI: 10.1002/best.201200008

Fugenlose und fugenreduzierte Bauweise – Optimierung im Hochbau Seit den ersten Hinweisen von Falkner vor fast 30 Jahren haben sich die für die Konzeption von fugenlosen Hochbauten notwendigen Erkenntnisse über die zwangverursachenden physikalischen Phänomene und die Hilfsmittel zu deren rechnerischer Behandlung erheblich gewandelt. Ausgehend von den relevanten Verformungsseinflüssen auf eine fugenlose Hochbaukonstruktion wird anhand von ingenieurmäßigen Rechenansätzen gezeigt, dass auch sehr ausgedehnte Bauwerke ohne Fugen herzustellen sind. Anhand verschiedener Ausführungsbeispiele werden die theoretischen Überlegungen an realisierten Projekten verifiziert. Jointless and joint reduced construction – Optimization in building construction Since the first advices from Falkner almost 30 years ago concerning the conception of jointless high-rising structures the findings about the physical phenomena which are causing restraint and the tools for their calculational handling have changed significantly. Based on the relevant deforming influences on a jointless high-rising construction and with the help of engineering calculations it is illustrated that even extensive constructions can be built without joints. Using different execution examples theoretical considerations will be verified by means of realised projects.

1 Einleitung Die Vorteile und Möglichkeiten der fugenlosen Bauweise im Hochbau wurden durch Falkner bereits vor fast 30 Jahren der Fachwelt nahe gebracht [1, 2]. An den grundsätzlichen Randbedingungen einer integralen, d. h. ohne Bauwerksfugen ausgeführten Stahlbetonkonstruktion hat sich in der Zwischenzeit nichts Wesentliches geändert [3]. Die Vorzüge liegen auf der Hand: Die Vermeidung von Fugen macht die Bauwerke wartungsärmer und redundanter; die Ausführung komplizierter Details der Fassade und des Ausbaus können entfallen; das Erscheinungsbild im Inneren der Gebäude wird nicht durch Fugenübergangsprofile getrübt; ggf. kann auf die zusätzliche Anordnung von Aussteifungselementen verzichtet werden. Die gesamte konstruktive Durchbildung des Gebäudes wird ohne Fugen zunächst einfacher unter Vermeidung höherer Kosten (Bild 1). Dennoch hält sich beim Ingenieurentwurf ausgedehnter Gebäudekomplexe des Hochbaus hartnäckig das Bedürfnis zur Anordnung von Gebäude-„dehnfugen“, um Zwängungen zu vermeiden. In der DIN 1045(88) wurde in Abschnitt 14.4 noch explizit die Anordnung von Bewegungsfugen gefordert, de-

Bild 1. Beispiel für einen fugenlosen Hochbau mit einer Vielzahl von Festhaltungen Fig. 1. Example of jointless building construction with multiple retentions

ren Abstände nach Abschnitt 14.4.2 für Bauwerke mit erhöhter Brandgefahr – ohne nähere Definition der Gefahr – maximal 30 m betragen sollte „sofern nicht nach Abschnitt 14.4.1 kürzere Abstände erforderlich sind“ [4]. Aus dieser Normregel heraus war die ingenieurmäßige Definition von sinnvollen und deutlich größeren Fugenabständen immer mit der Gefahr der Verletzung von eingeführten technischen Regeln verbunden. In der 2001 herausgegebenen DIN 1045-1 [5] finden sich – 18 Jahre nach den Ausführungen von Falkner – keine Postulate zur Anordnung von Fugen mehr. Sowohl im zeitlichen Ablauf als auch im Abstand der Erkenntnisse zwischen den ersten Anregungen zur fugenlosen Bauweise und den heutigen Möglichkeiten zur Umsetzung hat sich die für die Entwurfspraxis revolutionäre Entwicklung der Berechnungshilfsmittel geschoben ([6, 7]), die erstmals ganzheitliche Analysen der tatsächlichen Beanspruchungen erlauben. Durch moderne, computergestützte Rechenmethoden ist es auch für die Entwurfsingenieure der Praxis möglich, gezielt fugenlose Hochbauten im Stahlbetonskelettbau zu konstruieren.

2 Grundlagen 2.1 Allgemeines Die Motivation der Anordnung von Fugen im Hochbau ergab und ergibt sich aus der Befürchtung einer unkontrol-

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M. Fastabend/T. Schäfers/M. Albert/B. Schücker/N. Doering · Fugenlose und fugenreduzierte Bauweise – Optimierung im Hochbau

lierten Rissbildung infolge Zwangbeanspruchung. Der Zwang wird insbesondere in den Festhaltungen der vertikalen Gebäudetragwerke wie Wände, Kerne und Unterstützungen gesehen, die bei Verkürzungen aus der Konstruktion wie Ankerelemente wirken. Die im Brückenbau probaten Mittel des Zwangabbaus durch angepasste Lager sind in Hochbaukonstruktionen nicht oder nur mit großen Aufwendungen und Risiken in der Ausführung möglich. Die mancherorts erteilte Empfehlung von „Schwindgassen“ zum Abbau der klassischen Konstruktionsverkürzung scheitert in der Regel an der Bauausführung, da Betoniertakte und Betonierreihenfolge sich nach baubetrieblichen und nicht nach konstruktiven Gesichtspunkten richten. Sie haben demzufolge eher einen historischen Charakter [8]. Für die zeitgemäße Entwurfspraxis des Stahlbetonbaus ist es von größerer Relevanz, die einzelnen Aspekte der Zwangbeanspruchung von Hochbauten zu erkennen. Hierbei wird die Schwindund Temperaturbeanspruchung aus meteorologischen und materialspezifischen Einwirkungen betrachtet. Der Katastrophenlastfall Temperaturen aus Brandereignissen ist gesonderten Überlegungen zu unterwerfen. Des Weiteren ist zu untersuchen, wie sich die unterschiedlichen zwangerzeugenden Phänomene zeitlich über die Bauzeit verteilen und welche Auswirkungen auf das Bauwerksverhalten zu erwarten sind.

2.2 Zwang im frühen Bauwerksalter Die bekannte Bauteilverkürzung von frisch betonierten Elementen infolge des Abfließens der Hydratationswärme ist nur bei Bodenplatten und aufstehenden Wänden mit relevanten Zwangschnittkräften verbunden. Bei Bodenplatten sind infolge der massigen Abmessungen erhöhte Wärmeentwicklungen während des Abbindeprozesses zu erwarten, die in der Regel durch Gleitbehinderung auf dem Gründungsmedium selbst bei abschnittsweiser Betonage zu signifikanten und risserzeugenden

Bild 2. Zwang und Rissbildung in frühem Betonalter infolge Abfließen der Hydrationswärme (aus [9]) Fig. 2. Unforced interaction and crack formation in early concrete age due to discharge of hydration heat (taken from [9])

226

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Zugspannungen führen (Bild 2 [9]). Auch wenn ausgedehnte Wände mit geringeren Bauteildicken als Bodenplatten eine deutlich niedrigere Hydratationswärme entwickeln, so sind doch deren Festhaltungen durch Fundamente oder bereits fertiggestellte Bodenplatten so starr, dass auch hier Rissbildungen wahrscheinlich werden. In beiden Fällen sind Bewehrungen zur Begrenzung der Rissbreiten im jungen Betonalter zu berechnen und einzulegen. Bei Deckenplatten treten diese Verformungsbehinderungen in der Frühphase der Bauwerkserrichtung weniger ausgeprägt auf, da einerseits die Bauteilabmessungen deutlich geringer als bei Wänden oder auch Bodenplatten ausfallen und andererseits die Schalung keinen entscheidenden Verformungswiderstand liefert. Letztlich darf auch angenommen werden, dass Deckenplatten bei den hier diskutierten ausgedehnten Gebäuden in mehreren Abschnitten hergestellt werden und dadurch die jeweiligen Teilverkürzungen eher gering ausfallen. Demzufolge ist die Zwangbeanspruchung im frühen Bauwerksalter für Deckenplatten von untergeordneter Bedeutung für die Beurteilung der Notwendigkeit von Bauwerksfugen.

2.3 Zwang infolge Schwindverkürzung Mit der Trocknung des Betons ist eine Volumenabnahme verbunden, die sich bei flächigen Bauteilen im Wesentlichen als Verkürzung darstellt. Da der Beton in feuchter Umgebung oder im Wasser in seinen benetzten Randzonen Feuchtigkeit aufnimmt und sein Volumen vergrößert, kann bei WU-Konstruktionen oder Bauteilen im feuchten Erdreich die Schwindverkürzung vernachlässigt werden. Schwinden bei Betonbauteilen führt folglich nur in trockener Umgebung zu Zwangbeanspruchungen bei behinderter Verformung. Der Umfang der Schwindverkürzung von Beton ist im Wesentlichen abhängig vom Zementgehalt, dem zugegebenen Anmachwasser und bis zu einer Grenze von ca. 0,55 vom Wasserzementwert. Der Prozess der Schwindverkürzung verläuft sehr langsam, sodass die

Bild 3. Endschwindmaße in Abhängigkeit vom Betonalter (nach [11]) Fig. 3. Final degree of shrinkage depending on concrete age (according to [11])


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Gleichgewichtsfeuchte für Bauteile unterschiedlicher Dicken erst nach einigen Jahren erreicht wird [10]. Durch das Austrocknen tritt über den Querschnitt ein Feuchtegefälle auf, das zu einem Eigenspannungszustand mit Zug an der Außenseite und Druck im Inneren des Bauteils führt. Hierdurch wird die effektive Zugfestigkeit des betrachteten Elements reduziert. Die Schwindverformungen werden unter Ansatz des Endschwindmaßes berechnet, das nach Wesche [10] zwischen 0,15 und 0,3 × 10–3 betragen kann (Bild 3). In DIN 1045-1 [5] Tabelle 14 wird das Endschwindmaß für Normalbeton und Innenbauteile bei relevanten Abmessungen von Hochbaudecken (dm zwischen 15 und 40 cm) ungünstig mit 0,6 × 10–3 angegeben. Die Schwindverkürzungen ergeben sich folglich zwischen 0,3 und 0,6 mm/m. Unter Abzug des Frühschwindens kann die Berechnung von Zwangbeanspruchungen für Innendecken ausreichend genau mit 0,4 mm/m erfolgen. Das heißt, Schwindvorgänge aus Austrocknungsprozessen sind für die Zwangbeanspruchungen und für die Beurteilung der Erfordernis von Bauwerksfugen eine relevante physikalische Erscheinung.

2.4 Zwang infolge Temperatur Durch meteorologische Einwirkungen – Außentemperatur, Sonneneinstrahlung – werden in ungeschützten Bauwerken Temperaturbeanspruchungen erzeugt, die Verformungen von Bauteilen und bei deren Behinderungen Zwangbeanspruchungen hervorrufen. Insbesondere die direkte Sonneneinstrahlung führt zu großen thermischen Beanspruchungen, wobei zwischen Temperaturgradient und Mitteltemperatur zu unterscheiden ist. Die Temperaturdifferenz zwischen Ober- und Unterseite der Konstruktion ist im Hochbau bedingt durch die zwangmildernden Rissbildungen aus Eigengewicht und Nutzlasten von untergeordneter Bedeutung [11]. Anders ist die Mitteltemperaturveränderung über den Tag einzuschätzen, die je nach Belag und Dämpfung im Sommerhalbjahr 10 bis 15 K ausmachen kann [11]. Jährlich sind, ausgehend von einer Erstellungstemperatur von ca. 15 °C, Temperaturabfälle bis zu 30 K und Anstiege bis zu 20 K zu erwarten. Bei Temperaturausdehnungskoeffizienten von 10 × 10–6 [1/K] sind aus diesen veränderlichen Mitteltemperaturen bei direkter Sonneneinstrahlung und ungedämmter Konstruktion Horizontalverformungen von 0,15 mm/m täglich und bis zu 0,3 mm/m jährlich anzunehmen. In DIN 1055-7 [12] werden für Hochbaukonstruktionen explizit keine Angaben über rechnerisch anzusetzende Mitteltemperaturen der Konstruktion gegeben. Aus Bild 2 in [12] sind für Konstruktionen des Brückenbaus mittlere Bauteiltemperaturen in Abhängigkeit von den Außenlufttemperaturen abzulesen, die einen Anhaltspunkt für Werte an unmittelbar der Sonne ausgesetzte Hochbaudecken liefern. Zur Verifizierung der für den Hochbau relevanten Mitteltemperaturen bei der Beurteilung von Zwangbeanspruchungen wurden in [11] Berechnungen unter Ansatz von Außenlufttemperaturen und Globalstrahlung vorgenommen. Die im Hochbau in mitteleuropäischen Breiten physikalisch möglichen Temperaturbeanspruchungen bei direkter Sonneneinstrahlung können der Tabelle 1 entnommen werden.

Tabelle 1. Temperaturbeanspruchungen bei direkter Sonneneinstrahlung nach [11] Table 1. Temperature load due to direct sun exposure according to [11] Mittlere Bauteiltemperatur Bauteil

max Tm

min Tm °C

Flachdecke mit 6 cm Asphalt Flachdecke mit 1 cm Kunstharzbeschichtung Plattenbalken mit 6 cm Asphalt

Tm, jährlich K

d = 12 cm

35

–15

50

d = 16 cm

34

–15

49

d = 20 cm

33

–15

48

d = 12 cm

36

–15

51

d = 16 cm

35

–15

50

d = 20 cm

34

–15

49

30

–15

45

3 Horizontalbeanspruchungen aus Zwängungen 3.1 Allgemeines Die zu horizontalen Verschiebungen führenden physikalischen Phänomene – Abfließen der Hydrationswärme, Schwinden, Temperatur – erzeugen immer dann Kraftgrößen, wenn ihre zugeordneten Verformungen behindert werden. Bei Hochbauten führen die vielfältigen Festhaltungen aus vertikalen Erschließungs- und Aussteifungselementen stets zu horizontalen Verformungsbehinderungen und erzeugen Zwangschnittgrößen. Hierbei sind die periodisch auftretenden Temperaturbeanspruchungen nur auf thermisch instabile Gebäude – d. h. Gebäude mit wechselnden Bauteiltemperaturen, z. B. Parkhäuser – beschränkt. Für die große Zahl der thermisch stabilen Gebäude mit konstanten Bauteiltemperaturen und gut gedämmten Stahlbetonskelettbauten des Hochbaus treten nur geringe Temperaturverformungen auf –, um so stärker wirken sich die monoton verlaufenden wirksamen Schwindverkürzungen der Deckenscheiben aus. Wollte man für diese Konstruktionen Zwängungen vermeiden, so wäre die Anordnung von Aussteifungselementen nur in den Bewegungsruhepunkten notwendig. Die Funktionalität von größeren Stahlbetonbauten verlangt jedoch oftmals eine Vielzahl von Treppenhäusern und Aufzugschächten, deren Abfugung in der Regel mit erheblichen konstruktiven Problemen behaftet ist und bei größeren Verformungen oft nicht schadensfrei gelingt. Die Schwindverkürzungen führen in den Deckenplatten selbst zu Zugspannungen und beanspruchen die angeschlossenen Aussteifungselemente auf Biegung und Querkraft. Das geschilderte Tragverhalten wurde bereits durch Falkner deutlich beschrieben und in [1] und [2] beantwortet: Wenn durch vielfältige Festhaltungen nur Zwangverformungen mit geringen Dehnlängen auftreten können, so macht es keinen Sinn, diskrete Fugen anzuordnen, die größere Abstände als die Festhaltungen aufweisen würden. Eine weitere wesentliche Überlegung bezieht sich auf die durch Rissbildung reduzierte Steifigkeit der durch Zwängungen beanspruchten Konstruktionen, die zu einer Beschränkung des Betrags der Kraftgrößen führt (Bild 4).

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Bild 4. Schnittkräfte aus Zwang bei Rissbildung Fig. 4. Cutting forces resulting from unforced interaction with crack formation

Bild 5. Zusammenhang zwischen Dehnung und Beanspruchung in der Zugzone eines Stahlbetonstabes Fig. 5. Interrelation between expansion and load in tension zone of a reinforced concrete bar

Durch das Auftreten diskreter Risse wird die Zwangschnittgröße infolge des diskreten Abfalls der Steifigkeit unterhalb der jeweils relevanten Rissschnittgröße abfallen, sodass sich weitere Verformungen ohne Kraftzunahme aufbauen können. Dieser Rissbildungsprozess setzt sich bei weiter anwachsender Verformung so weit fort, bis ein abgeschlossenes Rissbild mit einer verbleibenden Reststeifigkeit des reinen Zustandes II erreicht wurde. In der Regel umfassen die Zwangverformungen des Hochbaus aus den physikalischen Größen Temperatur und Schwinden keine solchen Größen, dass dieser theoretische Endzustand mit dann weiter anwachsenden Beanspruchungen erreicht wird. Der Ort der Rissbildung wird durch die Verteilung und Größe der Hauptzugspannung in den als Scheiben wirkenden Deckenplatten bestimmt, wobei für diese Tragelemente die Schwindverkürzung und die mehr oder minder elastischen Festhaltungen durch Vertikalscheiben, Treppenhäuser und Aufzugkerne als Hauptursache der Beanspruchungen identifiziert werden können. Das beschriebene mechanische System ist hoch komplex und kann in seinem Bauwerksverhalten nur durch vergleichbar komplexe Rechenhilfsmittel behandelt werden. Der früher vorgeschlagene Weg der rechnerischen Erfassung (vgl. [1]) durch die Annahme starrer Festhaltungen an den Aussteifungselementen kann nicht mehr ohne weiteres empfohlen werden, da dann zwar unter Annahme realistischer Stoffgesetze die Ermittlung einer ausreichenden Bewehrung in den Platten gelingt, die Anschlusskräfte an die Festhaltungen jedoch erheblich überschätzt werden und konstruktiv kaum umsetzbar sind. In [7] wird die Anwendung von Gesamtmodellen vorgeschlagen, die eine realistische ingenieurmäßige Umsetzung der Entwurfsaufgabe und die Ermittlung eines abdeckenden Bewehrungsnetzes ermöglichen.

mäßige Abschätzung der Steifigkeit im gerissenen Zustand II gelingt. Bei der Bildung erster Risse reagiert der durch Zugspannungen beaufschlagte Stahlbetonstab unter Ansatz einer entsprechenden Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen mit einer geringeren Steifigkeit als im ungerissenen Zustand. Mit intensiver werdender Rissbildung durch ein Anwachsen der Dehnungen verringert sich die Mitwirkung asymptotisch zum vollständig gerissenen Zustand ohne jegliche Betonmitwirkung (Bild 5). Die Veränderung und Beschreibung der Steifigkeit in Abhängigkeit von den Beanspruchungsgrößen beinhaltet das zentrale, nichtlineare Problem der Stoffgesetze des Massivbaus und umfasst die Formulierung der Kraft-Verformungs-Beziehung aus Bild 5. In [13] wurde die Fragestellung mit ingenieurmäßigen Betrachtungen für den Dehn- und Biegestab gelöst, indem die Beanspruchungsgrößen weitgehend linearisiert und Globalwerte in Abhängigkiet von den Bewehrungsgehalten bestimmt wurden. Ausgehend von der Dehnsteifigkeit im ungerissenen Zustand I

3.2 Ingenieurmäßige Behandlung des Zwangabbaus Auf der Basis von Überlegungen in [13] kann gezeigt werden, dass mit einfachen Rechenansätzen eine ingenieur-

228

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

KDI = EC × Ai

(1)

und der Dehnsteifigkeit im gerissenen Zustand II KDII = Nj/εsmj mit: EC Ai Nj εsmj

(2)

Elastizitätsmodul des Betons ideeller Verbundquerschnitt Zugkraft zum Zeitpunkt j mittlere Stahldehnung zum Zeitpunkt j

kann das Steifigkeitsverhalten eines gezogenen Stahlbetonkörpers durch das bezogene Verhältnis KD = KDII/KDI

(3)

so ausgedrückt werden, dass bei Kenntnis der geometrischen Randbedingungen des Stahlbetonquerschnittes (EC × Ai) die Bestimmung der jeweiligen Steifigkeit im ge-


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Bild 6. Bezogene Dehnsteifigkeit eines Rechteckstabes (aus [13]) Fig. 6. Obtained extensional stiffness of a rectangular bar (taken from [13])

rissenen Zustand gelingt. In [13] wird die aus den Grundgleichungen ermittelte Beziehung für das Steifigkeitsverhältnis abgeleitet und in Diagrammen aufbereitet (Bild 6). Für die Steifigkeit des zugbeanspruchten Dehnstabes lässt sich die ingenieurmäßige Vereinfachung noch weiterführen, da aus der Darstellung in Bild 6 zu entnehmen ist, dass nach Bildung erster Risse nahezu unabhängig vom Bewehrungsgehalt die bezogene Steifigkeit auf einem konstanten Globalniveau verbleibt. Das heißt, es genügt bei Berechnungen lediglich die Unterscheidung, ob die betroffenen Bereiche gerissen oder ungerissen sind. Bei Rissbildung ist unmittelbar ein Steifigkeitsabfall zu verzeichnen, der gemäß den Angaben in Tabelle 2 ausreichend genau mit 15 % der Steifigkeit des ungerissenen Verbundquerschnittes oder auch 15 % der Steifigkeit des reinen Betonquerschnittes angenommen werden kann.

Tabelle 2. Auf den ungerissenen Betonquerschnitt bezogene Steifigkeit von Betonstäben im Zustand II (nach [13]) Table 2. Stiffness of concrete bars in condition II, referring to the uncracked concrete cross section (according to [13])

3.3 Baupraktische Anwendung

(1) (2)

Die baupraktische Anwendung der voranstehenden Überlegungen bezieht sich sowohl auf hygrisch beaufschlagte Elemente, wie z. B. Bodenplatten im Grundwasser, als auch auf durch Schwindverkürzungen beanspruchte Deckenplatten in Gebäuden mit konstanten Bauteiltemperaturen sowie auf thermisch instabile Gebäudekomplexe. Für Bodenplatten sind die Probleme der Zwangbeanspruchungen vermittels lokaler Betrachtung zu lösen und haben sich in der Praxis bereits bewährt [14]. Durch angepasste Konstruktionsregeln lassen sich gebrauchstaugliche große Abmessungen fugenlos herstellen. Für fugenlose, schwindbeanspruchte Deckenplatten, die durch mehrere Festhaltungen horizontal gezwängt werden, ist lediglich die Definition des Ortes einer wahrscheinlichen Rissbildung infolge zentrischer Zugbeanspruchungen notwendig, um an diesen Stellen die Steifigkeitsreduktion, z. B. durch eine Reduktion der Plattenstärke, in ein Berechnungsmodell zu implementieren. Die zentrische Zugbeanspruchung infolge von Schwinden kann für horizontale Scheibenmodelle z. B. durch einen äquivalenten Temperaturabfall simuliert werden. Sind nunmehr für linear-elastische Modelle in einem ersten Schritt die schiefen Hauptzugspannungen der Scheiben im groben Rah-

men hinsichtlich der Rissneigung ausgewertet – es reicht die Entscheidung gerissen oder ungerissen –, so können in diesen Bereichen die Steifigkeiten global reduziert werden. Die nunmehr durchgeführte zweite Berechnung zeigt die wahrscheinliche Beanspruchung von Deckenplatten auf, für die ein entsprechendes Bewehrungsnetz entworfen werden muss. Durch die Anwendung von Gesamtmodellen lassen sich zudem die elastischen Lagerungsrandbedingungen von Kernen und Aussteifungswänden zutreffend erfassen, sodass die im Modell aufgezeigten Kraftgrößen die Wirklichkeit angemessen repräsentieren (Bild 7). Bei mit wechselnden Bauteiltemperaturen ausgestatteten Parkhäusern mit großen Abmessungen sind die nicht monoton wirkenden Zwangbeanspruchungen nur mit sehr hohen Bewehrungsgehalten abdeckbar, wobei das Rechenkonzept identisch zu den Zwängungen infolge von Schwinden zu beschreiben ist. Unter Beachtung der Integrität der Abdichtung für befahrene Parkdecks ist es jedoch das nachhaltigere Konzept, die Aussteifungselemente auf den Bewegungsruhepunkt zu konzentrieren

Bewehrungsgehalt

Zugbeanspruchung

ρ = Ag/Ac [%]

σsrII(1) [N/mm²]

KDII/KDI(2) [%]

1,0

250

18

1,1

227

15

1,2

208

14

1,3

192

14

1,4

179

14

1,5

167

14

2,0

125

16

∼15 %

Stahlspannung im Riss bei Erstrissbildung fctm = 2,5 N/mm² Bezogene Steifigkeit bei σsII = 300 N/mm²

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Bild 7. Konzept der Berechnung von Zwangbeanspruchungen mit ingenieurmäßigen Vereinfachungen Fig. 7. Calculation concept of unforced interaction with engineering simplifications

und alle anderen Erschließungskerne von den täglich und jährlich pulsierenden Deckenplatten zu trennen.

4 Anwendung der fugenlosen Bauweise 4.1 Hygrisch beanspruchte Konstruktionen – Bodenplatten Der Bau fugenloser Bodenplatten mit beständiger Wasserbenetzung als Weiße Wanne ist mittlerweile gut erprobt [14, 15] und gelingt bei Beachtung von wenigen Konstruktionsregeln [16] in der Regel sicher. Wesentlich ist hierbei die Ausgestaltung der Unterkante der Bodenplatte, die möglichst frei von Zerklüftungen und Festhaltungen im Boden sein sollte. In der Praxis lässt sich dies durch eine durchlaufend glatte Unterseite der Sohlplatte erreichen. Lokale Verstärkungen können dabei als Aufkantungen nach innen ausgebildet werden [17], (Bilder 8a und b). Durch diese Maßnahme soll die Verformungsbehinderung im frühen Betonalter möglichst reduziert werden. Ungünstig verhalten sich Bodenplatten mit regelmäßigen Verkrallungen im Boden (Bild 8c). Werden dann die Bodenplatten ohne Dehnfugen konzipiert, sind durch ein rasches Abstellen der Grundwasserhaltung infolge des beständigen Wasserangebotes

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

für den noch jungen Beton keine gravierenden Probleme der Rissbildung und Dichtheit aus Zwangverformungen zu erwarten. Hintergrund ist der durch die Quellvorgänge an der Unterkante der Bodenplatte hervorgerufene Eigenspannungszustand, der ein dichtendes Biegemoment erzeugt [15], wodurch die wasserbenetzte Außenzone der Bodenplatte leichte Druckspannungen erhält (Bild 9). Selbst Bodenplatten mit einer Nutzung als Tiefgarage und den damit einhergehenden höheren Temperaturbeanspruchungen verhalten sich sehr gutmütig und zeigen auch nach längerer Standzeit von ca. zehn Jahren keine erneuten Rissbildungen in Form von Leckagen (Bild 10). Auch bei den problematischeren Konstruktionen mit nur periodisch auftretenden höheren Grundwässern lassen die glatten Betonunterkanten ein robustes und unempfindliches Verhalten hinsichtlich Rissbildung und Rissbreitenbegrenzung erwarten. In einer Platte mit unzerklüfteter Unterseite kann ein Bewehrungsnetz, das den Lastfall Zwang aus Abfließen der Hydratationswärme abdeckt und nur aus lokalen Betrachtungen ermittelt wurde, seine volle Funktionsfähigkeit auch bei 200 m ausgedehnten fugenlosen Platten zeigen (Bild 11). Wichtig ist ebenfalls eine angepasste Betonierreihenfolge, die stets nur in


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Bild 8. Konzepte von Bodenplattenentwürfen für fugenlose Konstruktionen Fig. 8. Concepts of floor slab drafts for jointless constructions

Bild 10. Fugenlose Bodenplatte eines Geschäftshauses mit Nutzung als Tiefgarage (Dehnfugen im Hochbau aus Gründen der Bauabschnittstrennung) Fig 10. Jointless bottom slab of a commercial building with use as underground car park (Expansion joints in construction engineering because of seperation of construction sections

Bild 11. Bodenplatte einer fugenlosen Gesamtkonstruktion und mit hochwertiger Nutzung Fig. 11. Bottom slab of an jointless construction and high quality use

Bild 9. Mechanismus der Eigenspannung infolge Betonquellens bei ständig benetzten Bodenplatten Fig. 9. Mechanism of internal stress due to concrete expansion at constant wetted bottom slabs

eine Richtung fortschreiten darf. Unter diesen Maßgaben sind keine zwangverstärkenden Einflüsse aus zusätzlichen Festhaltungen anzunehmen.

4.2 Gebäude mit konstanten Bauteiltemperaturen – Büro- und Gewerbebauten Die Deckenplatten von Bürogebäuden wurden hinsichtlich der Eignung zur fugenlosen Bauweise durch Falkner

Bild 12. Grundriss eines Bürogebäudes mit vielfältigen Festhaltungen Fig. 12. Ground plan of an office building with multifaceted retentions

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a) Gesamtmodell

b) Erdgeschossgrundriss

c) Risszugspannungen unter Zwangverkürzung ohne Steifigkeitsabfall

d) Risszugspannung unter Zwangverkürzung mit Steifigkeitsabfall infolge Rissbildung

bereits ausgiebig untersucht. Die in [1] empfohlene FEMAnalyse steckte seinerzeit jedoch noch soweit in den Anfängen, dass eine praktische Umsetzung auf wenige Projekte beschränkt blieb. Das in Bild 12 dargestellte Grundrissschema eines Bürogebäudes mit den Außenabmessungen von 70 × 50 m erforderte fünf Erschließungskerne, die jeweils aussteifenden Charakter hatten. Durch die relativ geringen Abstände der Kerne war auch hier die Anordnung von Fugen unpraktikabel und wurde durch entsprechende Zusatzbewehrungen in den Zonen, in denen vermehrt Risse erwartet werden, kompensiert. Die Berechnung für das beschriebene System erfolgte unter Ansatz von starren Festhaltungen, da die Vielzahl und Steifigkeit der Kerne keine wesentlichen Abminderungen bei elastischer Berechnung erwarten ließen. Maßge-

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Bild 13. Gesamtmodell eines fugenlosen Geschäftshauses mit Darstellung der aussteifenden Festhaltungen durch Kerne und Wandscheiben Fig. 13. Comprehensive modell of an jointless commercial building with exposition of the reinforcing retentions through cores and shear walls

bend waren für das beschriebene Beispiel die sehr hohen Anschlusskräfte an die Kernstrukturen. Nur durch weitere ingenieurmäßige Überlegungen und den Ansatz von Teilmodellen konnten diese infolge der starren Lagerung erzeugten hohen Bewehrungsgehalte auf plausible Größenordnungen zurückgeführt werden. Anders wurde ein Gewerbebau mit ausgeprägter Mischnutzung in der Entwurfsphase betrachtet (Bild 13). Hier waren neben der großen Anzahl an Festhaltungen auch unterschiedlich steife Elemente vorhanden. Die Anordnung von Dehnfugen bot bei dem nutzungsbedingt entworfenen Gebäudegrundriss keine Vorteile. Der durch die fugenlose Bauweise induzierte Zwang ließ sich bei diesem Beispiel nicht durch die relativ einfache ebene Betrachtung mit starren Festhaltungen ausreichend genau


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Bild 14. Fugenloses Geschäftshaus im Erdbebengebiet Fig. 14. Jointless commercial building in seismic area

erfassen. Neben den elf Kernstrukturen machten auch vielfältige Öffnungen sowie sehr unterschiedliche Geschossigkeiten eine Untersuchung am Gesamtmodell notwendig [7]. Die Schwindverkürzung der Deckenplatten wurde auf Grundlage der normgemäßen Vorgaben ermittelt, wobei der Zeitraum des Frühschwindens mit bauzeitlich noch nicht geschlossenen Deckenplatten konservativ eingeschätzt wurde. Die Schwindmaße wurden als Verzerrungen auf das Gesamtmodell aufgegeben. Daraus resultierend waren Hauptzugspannungen in den Deckenscheiben zu verzeichnen, die geschossweise ausgewertet wurden. Jene Deckenfelder, die mit Hauptzugspannungen größer als die wahrscheinliche Betonzugfestigkeit beaufschlagt waren, konnten sodann als gerissen definiert werden. Für diese Zonen wurden in einem zweiten Schritt die Steifigkeiten reduziert und nunmehr ein weiterer, abschließender Berechnungsschritt mit gleicher Verzerrung des Gesamtmodells durchgeführt. Aus dieser abschließenden Zwanganalyse konnten jene Deckenzonen mit notwendiger erhöhter Zusatzbewehrung gegenüber der Netzgrundbewehrung ermittelt werden. Das abschließende Beispiel eines Geschäftshauses in einem Erdbebengebiet in Deutschland ist im Grundriss in Bild 14 mit den entsprechenden Kernstrukturen dargestellt. Die Deckenscheiben konnten in einer Voranalyse als so steif eingeschätzt werden, dass für seismische Lasten im Wesentlichen Starrkörperverschiebungen anzunehmen waren. Folglich bot die fugenlose Bauweise auch für diesen Katastrophenfall erhebliche Vorteile, da nunmehr alle Aussteifungselemente herangezogen werden konnten. Die Bemessung von zusätzlichen, Zwangrissbildungen abdeckenden Bewehrungen folgte den gleichen Grundsätzen wie bei dem vorhergehend beschriebenen Projekt.

4.3 Gebäude mit wechselnden Bauteiltemperaturen – Parkhäuser Decken von Parkhäusern werden gemäß den Angaben der Tabelle 1 täglich und jährlich stark durch Temperaturänderungen beansprucht. Die monoton, sich in eine Richtung bewegende Verkürzung infolge von Schwinden hat

Bild 15. Parkhaus mit unregelmäßigem Grundriss und geringer Anzahl von Dehnfugen Fig. 15. Car park with irregular ground plan and minor number of expansion joints

hierbei eine eher untergeordnete Bedeutung. Durch die thermischen Verzerrungen werden Abdichtungen so stark beansprucht, dass deren Integrität über längere Zeiträume nicht garantiert werden kann. Weitgehend fugenlose oder fugenarme Konstruktionen gelingen bei Parkhäusern schadensfrei durch die Anordnung der Aussteifung in den Bewegungsruhepunkten. Hierzu ist es ggf. notwendig, auf einen Anschluss der in der Regel an der Peripherie der Gebäude angeordneten Erschließungskerne zu verzichten. Das bei den Deckenscheiben thermisch stabiler Gebäude bevorzugte Konzept der Anbindung aller Aussteifungselemente und somit die Induktion von vielfältigen Rissbildungen wird für Strukturen mit wechselnden Bauteiltemperaturen zugunsten einer möglichst zwangfreien Verformung verlassen. Dies ist in vielen Fällen auch deshalb angeraten, da Parkflächen heute vermehrt in Verbundbauweise erstellt und daher sehr filigran ausgestattet werden. Das im Grundriss sehr unregelmäßig ausgebildete Parkhaus in Bild 15 wurde durch Fugen getrennt, da die fixierende innere Rampenkonstruktion zur Vermeidung größerer Temperaturzwänge als Bewegungsruhepunkt vorgesehen war. Als Aussteifungselemente dienten für die Verbundkonstruktion Fachwerkscheiben, die durch ihre Anordnung quer zur Wirkungsrichtung keine Zwängungen erzeugen. Auch für die ausgedehnte Parkdeckplatte oberhalb einer fugenlosen, thermisch isolierten Konstruktion wurden gemäß Bild 16 Fugen vorgesehen, da ansonsten ein definierter Bewegungsruhepunkt ohne Zwangbeanspruchung nicht eingrenzbar gewesen wäre. Es wurden die in den unteren Etagen wirksamen Aussteifungselemente nicht an die Deckenplatten angeschlossen, sondern separate Stabilisierungen konstruiert, die eine zwangfreie tägliche Verformung ermöglichten. Deutlich wird jedoch auch an diesem Projekt, dass die eingangs formulierten Restriktionen der DIN 1045 für empfohlene Fugenabstände erheblich überschritten wurden.

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Bild 16. Parkdeck mit reduzierter Fugenausbildung oberhalb einer fugenlosen, thermisch isolierten Gebäudestruktur Fig. 16. Parking deck with reduced joint finishing above an jointless thermic isolated building structure

5 Beurteilungen und Hinweise Die Kostenanalyse von Bauwerken mit Dehnfugen und solchen ohne Fugen fällt durchgehend positiv zugunsten der fugenlosen Bauweise aus. Doppelstützen oder Konsolauflagerungen bei Fugenausbildungen sowie die auch im Hochbau aufwendigen Fugenübergangsprofile sind stets teurer einzuschätzen als die geringen zusätzlichen Bewehrungen zur Rissbreitenbegrenzung an den kritischen Anschluss- und Deckenbereichen. So können Dehnfugenausbildungen in Bodenplatten einschließlich Dichtungen und Übergängen mit ca. 500 €/m, in den thermisch stabilen Obergeschossen mit ca. 250 €/m und in Parkgeschossen mit mehr als ca. 600 €/m aus Vergleichsprojekten abgeleitet werden. Die aus diesen Kosten ermittelbaren zusätzlichen möglichen Bewehrungsmengen sind einfach zu berechnen. Ebenso positiv fällt die Bilanz der Schadensbeseitigungskosten von fugenlosen Bauwerken gegenüber jenen mit Fugenausbildungen aus: Neben den infolge größerer Verformungen ggf. zu knapp bemessenen Fugenübergangskonstruktionen, die komplett ausgetauscht werden müssen, sind bei einer Vielzahl von Projekten auch Rissschäden an Konsolen und Ausklinkungen bekannt, die nicht ausreichend redundant im Hinblick auf die zu erwartenden Fugenbewegungen bemessen worden waren. Ebenso bereiten Verschleißerscheinungen an hoch beanspruchten Übergangsprofilen in Parkdecks gehäuft Anlass zur Komplettreparatur. Hingegen sind Schäden durch Rissbildungen in Deckenplatten bei fugenloser Bauweise eher selten bis unbekannt. Selbst an den hoch beanspruchten Anschlusspunkten zu Kernen und Aussteifungselementen können die Rissbreiten durch die angepasste Zusatzbewehrung auf unschädliche Abmessungen reduziert werden. Bei der Anordnung von starren Belägen unmittelbar auf den rissgefährdeten Deckenplatten – z. B. Natursteinbeläge im Mörtelbett – ohne den Schutz eines Estriches, sollte die Bewehrung für Rissbreitenbegrenzungen von 0,2 mm ausge-

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legt werden. Zur Vermeidung weiterer Risiken von sichtbaren Rissen im Ausbau sind schwimmende Estriche, Estriche auf Trennlagen oder Hohlraumböden sinnvolle Elemente. Die Deckenuntersichten sind bei Büro- und Gewerbebauten eher unkritisch einzuschätzen, da einerseits Abhangkonstruktionen gehäuft eingebaut werden, andererseits die Blickentfernung zur Rissbildung in der Regel größer ist als zum Bodenbelag. Für Gebäude mit wechselnden Bauteiltemperaturen – überwiegend Parkhäuser – werden in einem großen Umfang starre Beschichtungen als Oberflächenschutzsysteme verwendet. Unter diesen Randbedingungen sind auf der Basis von kontrollierter Rissbildung entworfene, fugenlose Bauwerke wenig geeignet. Die Konzeption fugenreduzierter Konstruktionen mit einer Übereinstimmung von Bewegungsruhepunkt und Schwerpunkt der Aussteifung und einer weitgehenden Vermeidung von Rissen ist die angemessenere Lösung dieser Entwurfsaufgabe. Selbst bei Abdichtungen in Anlehnung an ZTV-ING können temperaturabhängig pulsierende Trennrisse schadensauslösend wirken. Die vorstehend genannten Hinweise gelten ausdrücklich nur für Stahlbetonskelettbauten bzw. Verbundbauwerke mit Stahlbetondeckenplatten und Stahlbetonkernen. Mauerwerksbauten reagieren auf größere Fugenabstände der massiven Deckenplatten deutlich empfindlicher [18] und können nicht mit den empfohlenen Instrumentarien untersucht werden.

6 Fazit Aus den Konstruktionserfahrungen der letzten 30 Jahre hat sich bei einer Vielzahl von Entwurfsingenieuren die Erkenntnis Bahn gebrochen, dass die seinerzeit durch Falkner [1, 2] propagierte fugenlose Bauweise im Hochbau fast nur Vorteile und bei sorgfältiger Konstruktion kaum Risiken birgt. Im Gegenteil ist immer wieder zu beobachten, dass Fugenanordnungen mit Fehlern behaftet sind – keine funktionierenden Verformungsgleitlager –, gehäuft sehr grobe Rissbildungen aus Gründen wenig sorgfältiger Bewehrungsführung aufzeigen, erhebliche Wartungsaufwendung hervorrufen und sowohl in Herstellung als auch Betrieb deutlich höhere Kosten als fugenlose Konstruktionen erzeugen. Die Ursache der Scheu, konsequent fugenlos zu bauen, ist wahrscheinlich in den historischen Hinweisen der alten DIN 1045 zu suchen, die als Regel der Technik die Anordnung von Fugen in Hochbauten verlangte. Ebenso haben die Autoren die Erfahrung gemacht, dass die unklare Behandlung der Zwangbeanspruchung in der Ingenieurpraxis häufig zu „eher emotional bestimmter Anordnung“ von Fugen geführt haben. Dies macht sich auch in den noch immer gestellten Forderungen nach „Schwindgassen“ bemerkbar, die nur bei konsequenter Anordnung um alle Kernstrukturen wirksam ausgeführt werden könnten. Dem Baustoff Stahlbeton eher angemessen ist der mit den heute zur Verfügung stehenden Rechenhilfen ermittelte Abbau von Bauteilzwängungen und deren konstruktive Behandlung durch rissbreitenbegrenzende Bewehrungen. Mit einem solchen Konstruktionskonzept können Rissbildungen für alle Anforderungen auf unschädliche Breiten reduziert werden. Da sich bei thermisch ausreichend ge-


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dämmten Hochbauten in der Regel nur monoton wirkende Zwänge ausbilden, sind derartige Konstruktionsempfehlungen abdeckend. Anders verhält es sich bei Strukturen des Hochbaus, die täglich und jährlich erheblichen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind. Hier sind eher fugenreduzierte Konstruktionen anzustreben, da die spezifischen Funktionen – Parkdecks und Parkhäuser – eine integrale Abdichtung zur Gewährleistung ausreichender Lebensdauer notwendig machen. Die Aussteifungen sind für diese Konstruktionen so anzuordnen, dass eine weitgehend zwangfreie Verformung möglich ist. Bei guter konstruktiver Durchbildung und sorgfältiger rechnerischer Behandlung ist es gesichert möglich, redundante fugenlose Gebäude zu entwerfen.

[14] Morgen, K.: Die fugenlose Weiße Wanne für das JakobKaiser-Haus in Berlin. Beton- und Stahlbetonbau 98 (2003), Heft 11, S 697–700. [15] Fastabend, M.; Doering, N.; Schücker, B.: Konstruktionserfahrungen mit ausgedehnten Weißen Wannen. Beton- und Stahlbetonbau 101 (2006), Heft 7, S. 479–489. [16] DAfStb – Heft 555: Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Berlin: Beuth Verlag 2006. [17] Fastabend, M.; Eßer, A.; Schücker, B. und Albert, M.: Weiße Wannen mit hochwertiger Nutzung. Beton- und Stahlbetonbau 105 (2010), Heft 5, S. 304–317. [18] Pfefferkorn, W. und Klass, H.: Rissschäden am Mauerwerk: Ursachen erkennen. Rissschäden vermeiden. 3. Aufl. 2002, Fraunhofer IRB Verlag.

Literatur [1] Falkner, H.: Fugenlose und wasserundurchlässige Stahlbetonbauten ohne zusätzliche Abdichtung. Vorträge Betontag 1983, Deutscher Beton-Verein E.V. [2] Falkner, H.: Fugenloser Stahlbetonbau. Beton- und Stahlbetonbau 1984, Heft 7, S. 183–188. [3] Taferner, J.; Keuser, M. und Bergmeister, K.: Integrale Konstruktionen aus Beton. Betonkalender 2009, Ernst & Sohn, Berlin. [4] DIN 1045: Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausführung, Ausgabe 1988. [5] DIN 1045-1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Teil 1: Bemessung und Konstruktion, Ausgabe Juli 2001. [6] Fastabend, M.; Schäfers, T.; Albert, M. und Lommen, H.-G.: Zur sinnvollen Anwendung ganzheitlicher Gebäudemodelle in der Tragwerksplanung von Hochbauten. Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 10, S. 657–663. [7] Fastabend, M.: Gesamtmodelle in der Anwendung für fugenlose Bauwerke. Festschrift Hirschfeld, Ruhr Universität Bochum 2010. [8] Franz, G.: Konstruktionslehre des Stahlbetons, Band 1 Grundlagen und Bauelemente. 4. Aufl., Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1980. [9] Müller, H. S.; Reinhardt, H.-W. und Wiens, U.: Beton. Betonkalender 2012, Teil 1, S. 303–447, Ernst & Sohn, Berlin. [10] Wesche, K.: Baustoffe für tragende Bauteile, Band 2: Beton, Mauerwerk. 3. Auflage, Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin 1993. [11] Fastabend, M.; Kunkel, K. und Schücker, B.: Entwurf und Konstruktion eines Parkhauses in Nürnberg. Beton- und Stahlbetonbau 86 (1991), Heft 9, S. 215–219. [12] DIN 1055-7: Einwirkungen auf Tragwerke, Teil 7: Temperatureinwirkungen, Ausgabe November 2002. [13] Fastabend, M.: Zur ingenieurmäßigen Bestimmung des Steifigkeitsabfalls von Stahlbeton im Zustand II. Beton- und Stahlbetonbau 97 (2002), Heft 8, S. 415–420.

Prof. Dr.-Ing. Michael Fastabend fastabend@idn-du.de

Dipl.-Ing. Tobias Schäfers schaefers@idn-du.de

Dipl.-Ing. Mark Albert albert@idn-du.de

Dipl.-Ing. Barbara Schücker schuecker@idn-du.de

Ingenieurbüro DOMKE Nachf., Duisburg Mannesmannstraße 161 47259 Duisburg Dipl.-Ing. Norbert Doering doering@idn-du.de

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Fachthemen Hermann Weiher Christian Tritschler Michael Glassl Sebastian Hock

DOI: 10.1002/best.201100088

Hybridanker aus UHPC – Erstanwendung bei der Verstärkung der Rheinschleuse Iffezheim mit Dauerlitzenankern Hybridankerplatten stellen eine vorgefertigte Verankerungslösung für Zugglieder (Spannglieder, Verpressanker) dar, bei der die Werkstoffe ultrahochfester Beton (UHPC) und Stahl oder Kohlefaser entsprechend ihrer Eigenschaften kombiniert werden. Sie wurden erstmals im Juli 2011 bei der Verstärkung des Hauptdrempels der Rheinschleuse in Iffezheim als aufgesetzte Verankerungsplatten für Dauerlitzenanker eingesetzt. Mit den dauerhaften Hybridankerplatten konnte der Ankerkopf bei beengten Verhältnissen äußerst kompakt auf den unbewehrten Altbeton aufgesetzt werden. First application of composite anchor plates (“Hybridanker”) for strengthening a Rhine lock with permanent ground anchors Prefabricated composite anchor plates are using high performance concrete and steel or carbon fibres for load transfer of tendon forces (post-tensioning tendons, ground anchors). First application of the Hybridanker-type has been realized at the Rhine lock in Iffezheim, where permanent multistrand ground anchors had been installed. The prefabricated Hybridanker-solution allowed a durable and compact load transfer to old, unreinforced concrete.

1 Einleitung Hybridankerplatten sind hybride Fertigbauteile mit einer Füllung aus ultrahochfestem Beton und einer Umschnürung aus einem zugfesten Material. Als vorgefertigte externe Ankerzone ersetzen sie in hochbelasteten Lasteinleitungsbereichen bisher verwendete Stahlplatten oder ganze Ankerbereiche inkl. Stahlgussankerkörper und Umschnürungsbewehrung. Je nach Anwendung können zahlreiche Vorteile wie Gewichtsersparnis, erhöhter Korrosionsschutz, kostenneutrale Zusatzleistungen sowie reduzierte Auflagerfläche, Achs- und Randabstände realisiert werden (vgl. auch [1]). Durch die Entwicklungsarbeit im Bereich der hochfesten Betone in den letzten Jahren ist es mit geeigneter Nachbehandlung technisch und wirtschaftlich möglich, Betondruckfestigkeiten über 200 N/mm² zuverlässig zu erlangen. Mit dieser dem Stahl schon sehr nahe kommenden Druckfestigkeit eignet sich UHPC besonders zur Verwendung hoch beanspruchter Druckbauteile und zeichnet sich dabei durch ein vergleichsweise geringes spezifisches Gewicht, flexible Formbarkeit und hervorragende Langzeiteigenschaften hinsichtlich Korrosion aus.

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In Spannverfahren und Geotechnik leiten hochfeste Stahlzugglieder in Form von Drähten, Litzen und Stäben hohe Lasten in das Bauwerk bzw. den Untergrund ein. Die Wirkungsweise des Hybridankers nutzt die hohe Druckfestigkeit des UHPC in Verbindung mit der Zugfestigkeit des umschnürenden Ringmaterials optimal aus. Hybridankerplatten bilden einen eigenen Lasteinleitungsbereich aus, der die Verankerungskomponente (Mutter, Lochscheibe, Grundkörper) direkt oder über zwischengeschaltete Unterlegscheiben zur Lastverteilung aufnimmt. Bild 1 zeigt dabei die direkte Aufnahme einer Lochscheibe im Querschnitt und in der Draufsicht. Das Wirkprinzip ist dabei für alle Varianten gleich. Über das Verankerungselement wird die Kraft auf den UHPC übertragen, der über Druck die Last nach außen ausbreitet. Die dabei entstehenden Spaltzugkräfte werden durch elastische Dehnung, gegebenenfalls Mikrorissbildung im UHPC und der damit verbundenen Ausdehnung in tangentialer Richtung auf den umschnürenden Ring übertragen. In vertikaler Richtung erfolgt der Lastabtrag über UHPC in den Untergrund (Beton, Stahl). Durch den mehraxialen Spannungszustand aus der Lasteinleitung und den umschnürenden Ring kann die Festigkeit des UHPC im Vergleich zur einaxialen Druckfestigkeit noch einmal deutlich erhöht werden. Der umschnürende Ring und der im Vergleich zu konventionellen Stahlplatten erhöhte Aufbau bedingen eine höhere Steifigkeit und ermöglichen so geringe Auflagerflächen der Hybridankerplatte. Alternativ können durch die große Stei-

Bild 1. Kraftfluss in Hybridankerplatte (Schnitt und Draufsicht) Fig. 1. Force distribution in a composite anchor plate (sectional and top view)

© 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4


H. Weiher/Ch. Tritschler/M. Glassl/S. Hock · Hybridanker aus UHPC – Erstanwendung bei der Verstärkung der Rheinschleuse Iffezheim mit Dauerlitzenankern

figkeit bei flächengleicher Auflagerung kleinere Achs- und Randabstände als bei der Verwendung einer Stahlplatte erzielt werden, z. B. für den Einsatz bei Verstärkungsmaßnahmen im Brückenbau.

2 Rheinschleuse Iffezheim Das Wasser- und Schifffahrtsamt (WSA) Freiburg betreut die Bundeswasserstraße Rhein von Rhein-km 170,000 bei Weil am Rhein (Schweizer Grenze) bis Rhein-km 352,070 bei Au am Rhein (nahe Karlsruhe) und ist als Teil der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) eine Behörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Städteentwicklung (BMVBS). Zu den vom WSA Freiburg betriebenen Schifffahrtsanlagen gehört die Schleuse Iffezheim (Bild 2) bei Rheinkm 334. Diese zählt zu den größten und leistungsfähigsten Zweikammerschleusen Europas mit einer nutzbaren Kammerlänge von 270 m und einer nutzbaren Breite von 24 m. Im Jahr werden hier 30.000 Frachtschiffe mit etwa 25 Mio. Tonnen Gütern geschleust. Die Schleuse ist durchgehend 24 Stunden, auch an Sonn- und Feiertagen, in Betrieb. Die Staustufe Iffezheim ist die letzte Staustufe am Rhein und wurde im Jahr 1977 in Betrieb genommen.

Bild 2. Übersicht Schleuse Iffezheim Fig. 2. Overview of Iffezheim lock

3 Schadensbild und Instandsetzungskonzept Im Zuge einer Schleusenrevision Ende 2010 wurde am Obertordrempel der linken Kammer ein erheblicher Wasseraustritt an einer Arbeitsfuge festgestellt (Bild 3). Außerdem kam es unterhalb der Arbeitsfuge zu schalenförmigen Abplatzungen, die auf eine Überlastung hindeuteten. Untersuchungen durch Taucher ergaben, dass die Zugbewehrung auf der Wasserseite komplett gerissen war. Die Kammer wurde daraufhin unmittelbar geflutet, um ein Kippen des 8,0 m hohen und 8,50 m breiten Stahlbetonsockels zu vermeiden. Weitergehende Untersuchungen durch die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe ergaben, dass durch Baumängel der Verbund in der Arbeitsfuge nicht ausreichend gegeben war. Nach dem Abscheren der Bewehrung verkeilte sich der mittlere Drempelblock an den seitlichen Randblöcken. Dabei entstand eine klaffende Fuge auf der Wasserseite, was zur Überlastung und somit zum Abplatzen des Betons unterhalb der Fuge führte. Die gemessene Verdrehung des massiven 19,6 m langen Blockes lag bei ca. 1,5 cm. Um die Standsicherheit dieses Stahlbetonsockels wiederherzustellen, wurde durch die BAW in Zusammenarbeit mit dem technischen Büro der Fa. DYWIDAG-Systems International GmbH (DSI) kurzfristig ein Instandsetzungskonzept ausgearbeitet. Eine Spezialbaufirma (SPESA Spezialbau und Sanierung GmbH) wurde daraufhin vom WSA Freiburg im Zuge einer öffentlichen Ausschreibung beauftragt. Da für die Schifffahrt nur noch die rechte Kammer zur Verfügung stand, fanden die Arbeiten unter einem immensen Zeitdruck statt, was für alle Beteiligten eine große Herausforderung darstellte. Es sollten 14 Daueranker von einem Drempelgang der Schleuse (Bild 4) eingebracht werden, um eine horizontale Kraftkomponente entgegen der Wasserlast und eine vertikale Kraftkomponente zum Überdrücken der klaffenden Fuge zu mobilisieren. Zusätzlich sollte die

Bild 3. Obertordrempel im Revisionszustand (links) und gerissene wasserdurchlässige Arbeitsfuge (rechts) Fig. 3. Sill of head gate at revision (left side) and cracked construction joint permeable to water (right side)

Bild 4. Schnitt Drempel mit Verankerung Fig. 4. Sectional view of sill including anchorage

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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H. Weiher/Ch. Tritschler/M. Glassl/S. Hock · Hybridanker aus UHPC – Erstanwendung bei der Verstärkung der Rheinschleuse Iffezheim mit Dauerlitzenankern

Fuge zur Sicherstellung der Wasserdichtigkeit mit Zementmörtel verpresst werden.

4 Projektspezifische Ankerlösung Aufgrund der örtlichen Randbedingungen mit sehr beengten Platzverhältnissen entschied man sich bei der Wahl des geeigneten Ankertyps auf das System des Litzenankers. Gewählt wurde ein Dauerlitzenankersystem (6 Spannstahllitzen, fpk = 1860 N/mm², Ap = 6 × 150 mm², dp = 0,62′′) nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-20.1-64 in Verbindung mit Zulassung Z-1.13-129 (Bild 4, [2, 3]). Die maßgebenden Vorteile des gewählten Ankersystems ergeben sich durch eine, unter Berücksichtigung der geforderten Festlegelast, geringe Litzenanzahl des Ankers und dem damit einhergehenden einfachen Einbau. Nur so sind das Verbringen des Ankers zum Einbauort sowie dessen Einbau trotz der beengten Platzverhältnisse realisierbar. Zum Überdrücken und Stabilisieren der Arbeitsfuge sah das Instandsetzungskonzept vor, die Anker jeweils unter einer Neigung von 40° gegen die Vertikale in das bestehende Drempelbauwerk einzubringen. Der Drempelblock oberhalb der Arbeitsfuge wird dabei mithilfe der Litzenanker mit dem Drempelblock unterhalb der Arbeitsfuge zusammengespannt, um die Standsicherheit des Gesamtbauwerks wiederherzustellen. Im Kopfbereich werden die Ankerkräfte von den einzelnen Stahlzuggliedern über die Litzenklemmen bzw. Keile in die Lochscheibe und von dort weiter in die Ankerplatte und den umgebenden Drempelbeton übertragen. Durch den Einsatz von Halbschalen, die zwischen die Hybridankerplatte und die Lochscheiben gesetzt werden, wird das komplette Ablassen des Ankers zu Inspektionszwecken und ein Wiederanspannen unter Berücksichtigung des einzuhaltenden Versatzes des Keilbisses ermöglicht. Begründet durch die schwere Zugänglichkeit sowie die beengten Platzverhältnisse am Einbauort wurde von Seiten der Firma DSI der Einsatz von Hybridankerplatten empfohlen, die durch ihr vergleichsweise niedriges Gewicht und die optimierten Abmessungen Vorteile gegenüber klassischen Stahlplatten bieten. Die Hybridankerplatte wurde wie in Bild 5 (Bilder Prototyp) dargestellt ausgeführt. Der Grundkörper der Hybridankerplatte bestand aus einem Stahlring mit UHPC-Füllung. Nur der Stahlring musste feuerverzinkt und zusätzlich mit einer dreilagigen Korrosionsschutzbeschichtung versehen werden (nach [4]). Der UHPC gilt als korrosionsbeständig. In der UHPC-Füllung wurden Aussparungen für den Ankerdurchgang und für die zentrierte Anordnung der Halbschalen mit einer hervorstehenden Nut vorgesehen. Zudem wurden Gewindehülsen für den Anschluss der Kappe integriert (Bild 5). Der Guss der UHPC-Füllung bei Raumtemperatur erlaubte das Einbetonieren eines korrosionsunbedenklichen Rohrstutzens aus Polyethylen (PE) statt Stahl, mit dem der dichte Übergang auf das Ripprohr des Ankers über Gummiringe gewährleistet wird. Hieraus ergibt sich eine größere Sicherheit vor einer Verletzung des Korrosionsschutzes bei unsachgemäßem Handling während des Transports und Einbaus. Gemäß Zulassung wurde der Ankerkopf so geplant, dass ein Schutz vor Korrosion und mechanischer Beschädigung jederzeit gewährleis-

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Bild 5. Hybridankerplatte (links) und fertig montierter (rechts) Verankerungsbereich mit Anschlusskomponenten an SUSPA-Kompaktanker Fig. 5. Composite anchor plate (left side) and fully assembled (right side) anchoring zone including components for connecting the SUSPA-Kompaktanker

tet ist. Dazu wurde eine Stahlhaube über Gewindehülsen in der Hybridankerplatte befestigt. Zudem ist die Lochscheibe mit Korrosionsschutzmasse ummantelt, sodass weder Sauerstoff noch Wasser an die tragenden Stahlteile gelangen können. Im Bereich der freien Länge des Dauerankers sind die Stahlzugglieder zusätzlich zur Umhüllung durch ein Kunststoffripprohr jeweils einzeln in PE-Verrohrungen geführt und mit Korrosionsschutzmasse ummantelt. Ein dauerhafter Korrosionsschutz nach Zulassung ist gewährleistet. In der Krafteinleitungslänge übertragen die nackten Stahllitzen innerhalb des umgebenden Kunststoffripprohres die Zugspannungen auf einer Länge von lV = 1,80 m in den umgebenden Zementstein. Eine l0 = 3,50 m lange Verpressstrecke gewährleistet den weiteren Lastübertrag vom Daueranker in den umgebenden Drempelbeton und sichert somit die Standsicherheit des Bauwerks.

5 Nachweiskonzept nach ETAG 013 Der Einsatz von Dauerlitzenankern unter Verwendung von Hybridankerplatten erforderte ein geeignetes Nachweiskonzept für Platte und Untergrund. Üblicherweise wird die Eignung von Spannverfahren und Ankern mit Spannstahllitzen oder auch Stäben über Zulassungsprüfungen nach der Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Spannverfahren zur Vorspannung von Tragwerken (ETAG 013, [5]) nachgewiesen. Das Nachweiskonzept sah folgende Prüfungen vor: – Lastübertragungsversuch nach ETAG 013 zum Nachweis der Tragfähigkeit des Verankerungsgrunds


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Bild 6. Schnitt durch Ankerkopf und SUSPA-Kompaktanker Fig. 6. Sectional view of anchor head and SUSPA-Kompaktanker

Bild 7. Detail Ankerkopfausbildung Fig. 7. Detail of anchor head

– Kapazitätsversuch Hybridankerplatte zum Nachweis der Tragfähigkeit der Hybridankerplatten

– Streckgrenze und Zugfestigkeit Stahlring = Mindestwerte für späteren Einsatz – Druckstempelabmessungen ≤ Mindestwert für späteren Einsatz – Öffnungsdurchmesser Untergrund = 150 mm

Der Nachweis des Untergrunds sollte experimentell mit einem Druckschwellversuch nach ETAG 013 [5] an einem Betonkörper durchgeführt werden, dessen Eigenschaften am Bauwerk mindestens erreicht werden. Bohrkernproben am Bauwerk ergaben eine mittlere Betondruckfestigkeit von etwa 49 N/mm² bei einer Standardabweichung von ca. 5 N/mm². Auf der sicheren Seite liegend wurden für die Abbildung der Lasteinleitungszone folgende Randbedingungen gefordert: – Betonwürfeldruckfestigkeit fc,cube,150 = 25 N/mm² – unbewehrt (keine Spaltzug- und keine Netzbewehrung) – Seitenlänge 700 mm (entspricht Achsabstand) und Höhe 1400 mm = 2 × 700 mm – Öffnungsdurchmesser Bohrloch = 150 mm – Druckstempelabmessungen ≤ Abmessungen Hybridankerplatte Da keinerlei Zusatzbewehrung vorhanden war, sollte ein erhöhtes Sicherheitsniveau von 130 % Fpk statt 110 % Fpk mindestens erreicht werden, da bei schwach bewehrten Betonkörpern von einem spröden Versagen der Lasteinleitungszone ausgegangen werden muss. Für den Nachweis der Kapazität der Hybridankerplatte war die Durchführung eines Druckversuchs zur Bestimmung der tatsächlichen Tragfähigkeit vorgesehen. Hierzu wurden für den Versuchskörper und Druckversuch folgende Eigenschaften gefordert: – Gleiche Abmessungen der Hybridankerplatte wie für den späteren Einsatz vorgesehen – Druckfestigkeit des UHPC beim Versuch = Mindestdruckfestigkeit für späteren Einsatz

Die erforderliche Tragfähigkeit der Hybridankerplatten orientierte sich an den im Rahmen von Zulassungsverfahren nach ETAG 013 [5] im Grenzzustand der Tragfähigkeit vorgesehenen Bemessungslasten für die Verankerungskomponenten (z. B. Keile, Lochscheibe, Ankerplatte) und den maximal zulässigen Überfestigkeiten des Spannstahls. Mit dem Mindestansatz der Bemessungslast (95 % der Istzugfestigkeit Fpm des zu verankernden Zugelements), dem Höchstansatz (100 % Fpm) und den zu berücksichtigenden Überfestigkeiten (vgl. [6]) konnte auf der sicheren Seite liegend von einer erforderlichen Kapazität von 110 % der Nennbruchlast Fpk des Zugglieds ausgegangen werden. Damit wird mindestens eine Sicherheit von – 1,1 Fpk/F0 = 1841 kN/1020 kN = 180 % im Gebrauchszustand und – 1,1 Fpk/FP = 1841 kN/1330 kN = 138 % bei der Ankerprüfung gefordert. Lastübertragungsversuch nach ETAG 013 [5]: Der Hybridanker wurde zentrisch über die Öffnung im Betonkörper gesetzt und über eine Lochscheibe mit der entsprechenden Geometrie (Durchmesser) aus der Systemzulassung belastet. Die Belastung erfolgte kraftgesteuert. Bild 8 zeigt den Versuchsaufbau während der Lastübertragungsprüfung nach ETAG 013 am MPA Bau der Technischen Universität München. Mit Beginn des Versuchs erfolgt eine stufenweise Laststeigerung auf 80 % der Nennbruchlast Fpk des Zugglieds (6 Litzen, fpk = 1860 N/mm²,

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Im durchgeführten Versuch konnten weder während der Lastwechsel noch bei einer Belastung mit 143 % der nominellen Bruchlast Fpk der verwendeten Spannstahllitzen Risse im Betonkörper festgestellt werden (vgl. [7]), woraufhin von einer Belastung bis zum Bruch des Betonkörpers abgesehen wurde. Die Dehnungen im Betonkörper haben sich während der Lastwechsel stabilisiert. Bild 10 zeigt die Last-Weg-Kurve und exemplarisch die Längs- und Querdehnungen für eine Seite des Betonkörpers.

Bild 8. Versuchsaufbau Lastübertragungsprüfung Fig. 8. Setup of load transfer test

Ap = 6 × 150 mm²). Darauf folgen mindestens zehn Belastungszyklen zwischen 12 % Fpk (Unterlast) und 80 % Fpk (Oberlast). Erfolgt während der Lastzyklen eine Stabilisierung der Längs- und Querdehnungen des Betonkörpers und der eventuell vorhandenen Spaltzugrisse, kann der Körper bis zum Bruch bzw. bis zum Erreichen des geforderten Sicherheitsniveaus belastet werden. Bild 9 zeigt den Ablauf des Lastübertragungsversuchs. Während des Versuchs werden bei bestimmten Laststufen (siehe rote Markierungen in Bild 9) an drei Seiten des Betonkörpers die Längs- und Querdehnungen des Betonkörpers über Setzdehnungsmesser aufgenommen. Der Betonkörper wird laufend auf Risse untersucht. Der gesamte Versuchsablauf wird über Kraft- und Wegmessung aufgezeichnet und eventuelle Riss- oder Bruchbilder dokumentiert. Der Versuch ist erfolgreich, wenn die Kriterien nach ETAG 013 [5] eingehalten werden. Diese sind: – Stabilisierung der Längsstauchung und der Querdehnungen während der Lastzyklen – Stabilisierung der Rissbreiten während der Lastzyklen – Einhaltung der maximalen Rissbreite während der Lastzyklen (w ≤ 0,15 mm bei 1. Oberlast und letzter Unterlast; w ≤ 0,25 mm bei letzter Oberlast) – Bruchlast ≥ 130 % Fpk = 2176 kN

Kapazitätsversuch Hybridankerplatte: Zur Bestätigung der Tragfähigkeit der Hybridankerplatte wurde ein Kapazitätsversuch auf Stahl durchgeführt. Für diesen Versuch wurde die Hybridankerplatte identisch der später eingebauten Platte für den maximal zulässigen Durchmesser der Öffnung im Untergrund von 150 mm geprüft. In Bild 11 ist der Versuchsaufbau dieser Kapazitätsprüfung in einer Universaldruckprüfmaschine am Materialprüfungsamt der TU München dargestellt. Im Versuch erfolgt eine gleichmäßig zunehmende Belastung mit einem Druckstempel (Durchmesser entspricht Lochscheibe des verwendeten Systems) bis zum Versagen der Hybridankerplatte. Im späteren Einbau steht durch die Verwendung von Stahlhalbschalen eine größere Auflagerfläche für die Lasteinleitung in die Hybridankerplatte zur Verfügung. Während der Versuchsdurchführung wurden kontinuierlich die Kraft und der zurückgelegte Weg aufgezeichnet (Bild 12). Die Festigkeit des UHPC wurde überprüft. Die erforderliche Kapazität der Hybridankerplatte konnte erreicht werden. – Bruchlast Fu = 113 % Fpk ≥ 110 % Fpk Bei Erreichen der Maximallast versagt die Hybridankerplatte unter Ausbildung eines Durchstanzkegels, der oben durch die Lochscheibe und unten durch die Öffnung der Stahlplatte begrenzt ist. Je größer die Öffnung ist, desto geringer ist die Kapazität der verwendeten Ankerplatte, weshalb für die Ausführung die Einhaltung des maximal zulässigen Öffnungsdurchmessers einzufordern ist. Wird dieser nicht eingehalten, so kann die erforderliche Kapazität möglicherweise nicht erreicht werden, und die Platte stanzt frühzeitig ohne Beschädigung des Bauwerks durch. Werden die zu überbrückenden Öffnungsabmessungen bei Verwendung üblicher Stahlplatten unzulässig überschritten, so stellen sich sehr große plastische Biegeverformungen ein. Der Lastübertrag mit der deformierten Platte kann vergleichbar mit einem Keil zu unzulässig hohen Spaltzugkräften und Schäden im Bauwerk führen.

6 Qualitätssicherung

Bild 9. Ablauf Lastübertragungsprüfung nach ETAG 013 Fig. 9. Procedure of load transfer test according to ETAG 013

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Die Qualitätssicherung erfolgte sowohl für die einzelnen Komponenten Stahl und UHPC sowie für das fertige Produkt. Über 3.1 Abnahmeprüfzeugnisse gemäß DIN EN 10204 konnte eine ausreichende Festigkeit der verwendeten Stahlringe gezeigt werden. Nach dem Feuerverzinken und der anschließenden dreilagigen Korrosionsschutzbeschichtung erfolgte eine Sichtprüfung der Beschichtung auf Fehlstellen. Die erforderlichen UHPC-Eigenschaften wurden durch Frischbetonprüfungen wie Ausbreitmaß, Luftporen und Dichte sowie durch Über-


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Bild 10. Ergebnisse Lastübertragungsversuch (Last-Weg-Kurve und Dehnungen) Fig. 10. Results of load transfer test (load-displacement-curve and elongations)

Bild 11. Kapazitätsprüfung Hybridanker Fig. 11. Efficiency test for composite anchor plate

prüfen der Festbetoneigenschaften wie der Würfeldruckfestigkeit vor Auslieferung und Einbau der Hybridankerplatten sichergestellt.

7 Ausführung Die Bohrarbeiten stellten in dem beengten Gang (1,20 m × 2,20 m) eine anspruchsvolle Aufgabe dar (Bild 13). Die dazu notwendige kurze Bohrlafette wurde speziell angefertigt und ermöglichte Bohrabschnitte von einem Meter Länge. Durch die wasserführende Arbeitsfuge musste mit

„Preventer“ verrohrt gebohrt werden. Mit Einsatz eines Packers wurde Zementsuspension in die Arbeitsfuge injiziert und nach dem Abbinden überbohrt. Die geforderte Rautiefe von min. 1,5 mm im Bereich der Krafteinleitungsstrecke konnte mittels Imlochhammer-Verfahren erreicht werden. Die Kopfaufweitungen für die Ankerköpfe wurden im Nachgang mit einer Kernbohrung mit Durchmesser 350 mm hergestellt. Im Vorfeld der Maßnahme wurde eine Probebelastung durchgeführt, um den Verbund der Anker im Beton bei den vorgegebenen Kräften sicherzustellen.

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Bild 12. Kraft-Weg-Kurve aus Kapazitätsprüfung der Hybridankerplatte Fig. 12. Load-displacement-curve from efficiency test of the composite anchor plate

Bild 13. Kernbohrung mit Durchmesser 146 mm Fig. 13. Borehole with a 146 mm diameter

Der gewählte Litzenanker (6 Spannstahllitzen, fpk = 1860 N/mm², Ap = 6 × 150 mm², dp = 0,62′′) wurde mit einer Prüflast von FP = 1360 kN mit einer Verpresslänge von 3,0 m geprüft. Die Verformungen wurden in mehreren Laststufen gemessen und erfüllten das vorgegebene Verformungskriterium. Die 14 Litzenanker wurden in mehreren Abschnitten mit Einpressmörtel verpresst. Im Bereich der Arbeitsfuge wurden Tonpellets eingebaut, die ein gegenseitiges Verspannen der beiden Drempelblöcke ermöglichten. Im Ankerkopfbereich musste die Bruchkante der 350 mm Bohrung mit Mörtel ausgeglichen werden, der als geneigte Auflagerung für die Ankerplatten dient. Dabei ist auf eine ebene und vollflächige Ausfüllung um das kleinere Bohrloch zu achten. Nach dem Aushärten des Mörtels und dem Setzen der Hybridankerplatten konnten die Ankerbelastungen beginnen. Jeder Anker wurde in Anlehnung an DIN 4125 mit einer Prüflast von FP = 1330 kN (= 1,30fache endgültige Festlegelast F0 = 1020 kN) geprüft und danach auf die statisch erforderliche Last vor Kriechen und Relaxation von F = 1045 kN festgelegt (Bild 14, [8]). Die elastische Verformung aus der Prüflast lag bei ca. 60 mm und reduzierte

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Bild 14. Anspannen der Anker mit Hydraulikzylinder Fig. 14. Stressing of the anchors using a hydraulic jack

Bild 15. Eingebaute Hybridankerplatte mit Litzen, Keile, Lochscheibe und Halbschalen vor dem Aufsetzen der Haube Fig. 15. Embedded composite anchor plate with strands, wedges, wedge plate and half-shells before installing the cap

sich durch Ablassen auf die Festlegelast um ca. ein Drittel. Nach dem Vorspannen aller Anker auf die gewünschte Last (Bild 15) konnten Korrosionsschutz und Abdeckung des Ankerkopfes aufgebracht werden. Durch den hohen Einsatz aller Beteiligten (Tabelle 1) konnte die linke Kammer schnellstmöglich für die Schifffahrt wieder freigegeben werden. Eine Vollsperrung des Rheins bei Iffezheim konnte dank einer betriebssicheren, vom WSA Freiburg planmäßig gewarteten rechten Kammer abgewendet werden.

8 Fazit Hybridankerplatten sind bei gleichzeitig deutlich geringerem Gewicht und Vorzügen beim Korrosionsschutz in der Regel steifer und kompakter als übliche Stahlplatten zur Lasteinleitung von Vorspannkräften in unbewehrten Beton. Sie können vollständig vorgefertigt und mit Anschlüssen an das Zugglied (Rohrstutzen, Gewindehülsen u. a.) nachträglich aufgesetzt werden. Diese Vorteile führten zu


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Tabelle 1. Beteiligte Table 1. Involved parties Bauherr

Wasser- und Schifffahrtsamt Freiburg

Planung

Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe

Prüfingenieur

Dr. Retzepis, Krebs und Kiefer, Karlsruhe

Baufirma

SPESA Spezialbau und Sanierung GmbH, Schrobenhausen

Dauerlitzenanker DYWIDAG-Systems International Typ SUSPA Kompaktanker GmbH, Königsbrunn Hybridankerplatten

matrics engineering GmbH, München

einem ersten Einsatz dieser Verankerungslösung bei der Verstärkung eines Drempels mit Dauerlitzenankern bei der Schleuse in Iffezheim. Dort wurde mithilfe von Dauerlitzenankern eine abgescherte und stark wasserführende Abschnittsfuge durch Zusammenspannen ertüchtigt. Die Bohrungen und der Einbau von Anker und Platten erfolgten vom schwer zugänglichen und beengten Kontrollgang des Drempels. Der Einsatz von kurzen Bohrstangen, kompakten Litzenankern und sehr leichten, kompakten Ankerplatten war deshalb vorteilhaft. Die eingesetzten Hybridankerplatten wurden projektbezogen gemäß den Anforderungen aus ETAG 013 experimentell nachgewiesen. Ferner wurde zum Nachweis der Tragfähigkeit des Untergrunds bei Belastung über die Hybridankerplatten ein Druckschwellversuch an einem gänzlich unbewehrten Betonkörper erfolgreich durchgeführt. Eine ähnliche Fragestellung mit der Forderung nach einer möglichst kompakten Lasteinleitung auf Altbeton ohne Zusatzbewehrung ist im Bereich Verstärken von (Spann-)Betonbrücken mit externen Spanngliedern vermehrt zu erwarten. Mit der kürzlich erschienenen Nachrechnungsrichtlinie liegt nun eine gute Basis für die Bemessung bestehender Straßenbrücken an heutige Anforderungen vor [9]. Bei insgesamt höheren zu verankernden Kräften und bei in der Regel höheren Betondruckfestigkeiten sind oftmals kleine Achs- und Randabstände der Spanngliedverankerungen und -koppelungen gefordert, für deren Realisierung oft äußerst schwere Stahlplatten zu verwenden sind. Hybridankerplatten stellen eine gute Alternative dar, da sie, um eine gleiche Wirkung erzeugen zu können, deutlich leichter und wirtschaftlicher sind.

[3] Deutsches Institut für Bautechnik: Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-13.1-129: SUSPA-Litzenspannverfahren 150 mm² mit nachträglichem Verbund nach DIN 1045-1 und DIN Fachbericht 102. Berlin, 2011. [4] Deutsches Institut für Normung: DIN EN ISO 12944 Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme. Berlin, 1998. [5] European Organization for Technical Approval: Guideline for European technical approval of post-tensioning kits for prestressing of structures. Brüssel, 2010. [6] Deutsches Institut für Normung: prEN 10138-3:2000 Prestressing steels – Part 3: Strand. Berlin, 2000. [7] Materialprüfungsamt für das Bauwesen der TU München, Abteilung Massivbau: Short Report: Hybrid anchorage for 6 strands with a nominal tensile strength of 1860 MPa; Load transfer test according to ETAG 013 with unreinforced concrete fc = 25 MPa. München, 2011. [8] Deutsches Institut für Normung: DIN 4125 Verpreßanker, Kurzzeitanker und Daueranker, Bemessung, Ausführung und Prüfung. Berlin, 1990. [9] Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Abteilung Straßenbau: Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie). 05/2011.

Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Hermann Weiher matrics engineering GmbH Nymphenburger Straße 20b 80335 München weiher@matrics-engineering.com

Dipl.-Ing. Christian Tritschler Wasser- und Schifffahrtsamt Freiburg Stefan-Meier-Straße 4–6 79104 Freiburg christian.tritschler@wsv.bund.de

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Michael Glassl DYWIDAG-Systems International GmbH Germanenstraße 8 86343 Königsbrunn michael.glassl@dywidag-systems.com

Literatur [1] H. Weiher und S. Hock: Schriftenreihe der Österreichischen Vereinigung für Beton- und Bautechnik: Einsatz neuer Materialien für die Lastverteilung bei Spannverfahren. Innsbruck, 2011. [2] Deutsches Institut für Bautechnik: Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-20.1-64: SUSPA-Kompaktanker für Fels und Boden. Berlin, 2010.

Sebastian Hock M.Sc. matrics engineering GmbH Nymphenburger Straße 20b 80335 München hock@matrics-engineering.com

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Fachthemen Eckhardt Schneider Peter Bindseil Christian Boller Wolfgang Kurz

DOI: 10.1002/best.201100083

Stand der Entwicklungen zur zerstörungsfreien Bestimmung der Längsspannung in Bewehrungsstäben von Betonbauwerken Das Bauen im Bestand ist zu einer wichtigen Aufgabe geworden. Änderungen in der Nutzung von Bestandsbauwerken setzen eine Analyse des Beanspruchungszustandes der einzelnen Bauteile, insbesondere der Geschossdecken, voraus. Die Kenntnis der Längsspannungen in den Bewehrungsstäben wären eine aussagekräftige Information zur Abschätzung von Tragreserven. Zerstörungsfreie mikromagnetische und Ultraschall-Verfahren werden zur Spannungsanalyse an Maschinenbauteilen schon eingesetzt. Die Nutzungsmöglichkeit zur Spannungsanalyse an Bewehrungsstäben wird in diesem Beitrag untersucht und die noch notwendigen Anpassungen zur zuverlässigen Spannungsanalyse auf der Baustelle werden beschrieben. Mikromagnetische Verfahren ermöglichen eine Spannungsanalyse der oberflächennahen Schicht bis zu einer Tiefe von ca. 1 mm. Der Einfluss von herstellungsbedingten Spannungsgradienten bleibt zu klären und zu beschränken. Mit Ultraschallverfahren können die Spannungen im Volumen der Bauteile bestimmt werden; das Ergebnis ist ein Mittelwert der im durchschallten Querschnitt wirkenden Längsspannungen. Lokale Veränderungen der elastischen Materialeigenschaften entlang der Stablänge, wahrscheinlich verursacht durch Toleranzen im Herstellungsprozess, bleiben noch zu klären. Die mittels Mikromagnetik oder Ultraschall an einem eingebauten Bewehrungsstab erzielten Ergebnisse haben derzeit noch erhebliche Ungenauigkeiten. Verbesserungen der Sensorik und bei der Messstellenvorbereitung stellen aber zutreffendere Ergebnisse in Aussicht. State of Development of the Nondestructive Evaluation of the Longitudinal Stress State of Steel Bars Reinforcing Concrete Structures Constructional changes of buildings in use have become an important task, in particular in case of reinforced concrete structures. Changes in use of existing buildings require an analysis of the load state of each component, especially of the ceilings. The longitudinal stress in the reinforcing bars is helpful information for the estimation of the remaining bearing capacity. Nondestructive micromagnetic and ultrasonic methods are in use to evaluate the stress state of machinery components already. Their potential to evaluate the longitudinal stress of reinforcing bars is the objective of this paper which also describes adaptations needed for a reliable stress analysis on the site. Micromagnetic techniques allow for the analysis of surface near layers to a depth of about 1 mm. The influence of stress gradients caused by the manufacturing process has to be studied and limited. Ultrasonic techniques enable the evaluation of the longitudinal stress in the volume of the bar resulting in a value averaged 244

over the part of the volume penetrated by the ultrasound. Local changes of the elastic material properties along the length of the bar, as they are most likely caused during the manufacturing process remain to be studied. The on site evaluation of the stress of a reinforcing bar by applying micromagnetic or ultrasonic techniques yield results with unacceptably large errors. Adaptations of the sensors and improvements of the preparation of the measuring positions have more accurate results in prospect.

1 Einführung und Zielsetzung Das Bauen im Bestand ist zu einer wesentlichen Aufgabe geworden. Änderungen in der Nutzung von Bauwerken, z. B. bei geplanter Erhöhung der Deckenlasten in Industriegebäuden oder der Verkehrsdichte bei Brücken, erfordern umfassende Informationen über den tatsächlichen Zustand eines Bestandsbauwerkes. Für die Zustands- und Schadensaufnahmen werden zerstörende und in zunehmendem Maße auch zerstörungsfreie Verfahren eingesetzt. Letztere müssen unbedingt weiterentwickelt werden, auch um die Akzeptanz rechtzeitiger und künftig sich wiederholender Untersuchungen [1, 2] bei Bauherren und Investoren zu erhöhen. Die an vielen Bauwerken der 1960er bis 1980er Jahre erkennbaren baulich bedingten Schwachstellen und auch die zunehmenden ökonomischen Zwänge motivieren zu Adaptionen der bestehenden Prüftechnologie für bautypische Anwendungen und zu neuen Anstrengungen in Forschung und Entwicklung. Als Beispiel für ein neuartiges System zur Zustandsbeschreibung von Bauwerken, ohne dabei deren Funktionalität zu beeinträchtigen, sei BetoScan genannt, eine selbstnavigierende Roboterplattform zur Prüfung horizontaler Betonflächen in Parkdecks und von Fahrbahnen. Bild 1 zeigt das System und die modular einsetzbaren Sensoren in der Übersicht [3]. Beim Bauen im Bestand sind insbesondere die Beanspruchung und die Tragreserven von Geschossdecken aus Stahlbeton von Interesse. Eine wichtige Information zu ihrer Beurteilung sind die Spannungszustände im Betonstahl. Verfahren und Prüfsysteme zur zerstörungsfreien Detektion und Beschreibung von Fehlstellen sowie zur Charakterisierung von Materialeigenschaften wie Streckgrenzenwerte und von Bauteilzuständen wie Last- und Eigenspannungen sind seit Jahrzehnten in allen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus in täglicher Nutzung.

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Bild 1. Alle bei BetoScan modular einsetzbaren Sensoren (oben) und die BetoScan Roboterplattform zur Bewehrungsortung und Ermittlung der Betondeckung (Wirbelstrom, Radar), der Feuchte (Mikrowelle) und zur Ortung von Hohlräumen sowie zur Bauteildickenbestimmung (Ultraschallarray) Fig. 1. All sensor modules used by BetoScan (top) and the BetoScan robot to localize reinforcement, to evaluate the cover (eddy current, radar), the humidity (microwave), to localize voids and to evaluate wall thickness (ultrasonic array)

Zur zerstörungsfreien Beschreibung des Spannungszustandes in Bewehrungsstäben empfehlen sich mikromagnetische und Ultraschall-Verfahren, weil sie im Vergleich zu dem etablierten Röntgendiffraktionsverfahren [4] einfacher auf der Baustelle anwendbar sind. Auch die teilzerstörenden Bohrloch- und artverwandte Verfahren [5] sind aufwendiger in der Messstellenvorbereitung und Messdatenaufnahme. Die im Vergleich zu allen etablierten Verfahren deutlich geringeren Kosten pro Messpunkt sind ein weiterer Vorteil der mikromagnetischen und UltraschallVerfahren. Sie werden im Energieanlagenbau, in der Automobilindustrie und zur Bestimmung der Umfangseigenspannungen in Eisenbahnrädern eingesetzt [6 bis 9]. Mikromagnetische Verfahren ermöglichen die Analyse des Spannungszustandes in einer Oberflächenschicht von ca. 1 mm Dicke. Ultraschallverfahren haben einen Mittelwert der im durchschallten Volumen wirkenden Spannung zum Ergebnis.

Im Folgenden werden die Nutzungsmöglichkeiten beider Verfahren zur Spannungsanalyse an Bewehrungsstäben untersucht und die notwendigen weiteren Anpassungen zur Spannungsanalyse an der Baustelle beschrieben.

2 Bestimmung mechanischer Spannungen mit mikromagnetischen Verfahren 2.1 Werkstoffphysikalische Grundlagen Die Nutzung mikromagnetischer Verfahren zur Bestimmung von Eigenschaften und Zuständen setzt ferromagnetisches Material voraus. Diese magnetisierbaren Werkstoffe haben neben der üblichen Kornstruktur eine weitere Ordnung durch die Weiß’schen Bezirke oder Domänen mit einer konkreten magnetischen Ausrichtung. Diese Domänen haben Linearabmessungen in der Größenordnung von μm. Die Domänen sind durch sogenannte Bloch-Wän-

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de voneinander getrennt, mit Dicken in der Größenordnung 10 nm. In vielkristallinen Werkstoffen, z. B. in einem Stahlstab, ist die sogenannte spontane Magnetisierung der Domänen statistisch verteilt, sodass der Stahlstab keine magnetische Anziehungskraft ausübt. Unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes, z. B. unter einem Hufeisenmagnet, richtet sich die Magnetisierung in den Domänen parallel zum äußeren Magnetfeld aus, der Stab zieht andere ferromagnetische Stahlproben an. Die Ausrichtung der Magnetisierung passiert zum Ersten durch die Verschiebung der Bloch-Wand, sodass die zur äußeren Magnetisierungsrichtung günstiger liegende Domäne auf Kosten der benachbarten, ungünstiger liegenden wächst, und zum Zweiten durch Drehen der magnetischen Ausrichtung der Domäne in die Richtung des äußeren Feldes. Beide Prozesse, die Wandverschiebung und die Drehprozesse, beschreiben die als Hysterese bekannte Änderung der magnetischen Flussdichte (B) in einem ferromagnetischen Material unter dem Einfluss der Feldstärke (H) eines äußeren Magnetfeldes. Bild 2 zeigt auch, wie sich die Hysterese unter dem Einfluss von Zug- und Druckspannungen ändert. Das Potenzial der mikromagnetischen Verfahren zur Bestimmung von Materialeigenschaften und Bauteilzuständen liegt im Wesentlichen darin begründet, dass die beim systematischen Ummagnetisieren stattfindenden Bloch-Wandbewegungen und Drehprozesse in mikroskopischen Materialbereichen (Domänen, Bloch-Wänden) stattfinden, die ähnliche Abmessungen haben wie die metalltypischen Mikrostruktur- und Strukturparameter wie z. B. Verzerrungsfelder, Versetzungen, Korngrenzen, unterschiedliche Gefügephasen wie Martensit, Perlit, Ferrit, Carbide. Da die gleichen Strukturcharakteristika auch materialspezifische Kenngrößen wie z. B. Streckgrenze, Zugfestigkeit und die Zustände wie z. B. Härte und Spannungen bestimmen, werden die Bloch-Wandbewegungen und Drehprozesse von Struktureigenschaften und Bau-

Bild 2. Skizze einer magnetischen Hysteresekurve für eine Stahlprobe im spannungsarmen Zustand (schwarz) und unter der Einwirkung von Zugspannungen (blau) und Druckspannungen (rot) Fig. 2. Sketch of a magnetic hysteresis loop of a steel sample in a stress free state (black) and under the influence of tensile (blue) and compressive (red) stress

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teilzuständen beeinflusst. Aufgrund der vielfältigen und komplexen Wechselwirkungen und Einflussmöglichkeiten ist eine mathematisch physikalische Beschreibung zur Berechnung von Eigenschaften aus magnetischen Messdaten derzeit nicht möglich. Stand der Entwicklung ist die Aufnahme von Kalibrierdaten an möglichst vielen unterschiedlichen Messstellen und an verschiedenen Proben mit bekannten Zuständen und die Berechnung und Optimierung einer Kalibrierfunktion zur möglichst genauen Bestimmung der Zielgröße, hier der Spannung, sowie zur Minimierung von Störeinflüssen.

2.2 Verfahrensgrundlagen Die von den genannten Strukturmerkmalen und Materialzuständen bestimmten Änderungen der mikromagnetischen Eigenschaften, die auch die Form der Hysterese bestimmen, können mit mehreren Messgrößen festgestellt werden [10]. Die am häufigsten genutzte Messgröße ist die Amplitude des Barkhausen Rauschens MMax. In der Mehrzahl aller Fälle wird eine S-förmige Änderung von MMax mit der in Magnetisierungsrichtung wirkenden Spannung festgestellt. Bild 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Verlauf mit kleinen MMax Werten im Bereich der Druckspannung und größer werdenden Werten mit abnehmenden Druck- und zunehmenden Zugspannungen. Die Spannungen σ(x-ray) wurden röntgenografisch ermittelt. Die aus der Barkhausen-Rauschkurve abgeleitete Koerzitivfeldstärke ist in Bild 3 mit HCM bezeichnet. Mit abnehmender Druck- und zunehmender Zugspannung nimmt HCM geringere Werte an. Die dargestellten Messergebnisse zeigen auch den Einfluss des Gefügezustandes der untersuchten Stahlprobe, hart oder weich, auf die Messgrößen. Die Zweideutigkeit –200 MPa (rot) oder 350 MPa (blau) des Messwertes MMax = 1V wird durch die entsprechenden HCM-Werte geklärt. Die meisten der marktüblichen mikromagnetischen Prüfsysteme nutzen das Barkhausen-Rauschen, so auch das hier eingesetzte System IntroScan [7, 11]. Bei den Systemen des Fraunhofer-Institutes für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP, wie beim hier eingesetzten MikroMach [6, 12], werden weitere Messgrößen aufgenommen, insbesondere mit dem Ziel, Störgrößen zu unterdrücken oder mehrere Materialeigenschaften und Bauteilzustände mit einer Messdatenaufnahme zu bestimmen. Alle aus den vier in Bild 4 skizzierten Effekten abgeleiteten Messgrößen verändern sich mit Änderungen der mechanischen Spannungen und des Gefügezustandes. In vielen Fällen, so auch hier, wird die Kalibrierung des MikroMach Prüfsystems anhand einer repräsentativen Materialprobe im einaxialen Zugversuch vorgenommen. Als Funktion der aufgebrachten Zugspannung werden bis zu 41 Messgrößen pro Messung aufgezeichnet; die MikroMach Softwareroutine ermittelt die signifikanteste Messgröße im Hinblick auf die Bestimmung der Zielgröße, hier der Längsspannung im Bewehrungsstab, und berechnet durch die Zunahme bzw. Ablehnung einzelner Messgrößen eine Kalibrierfunktion. Eine Kalibrierung im zweiaxialen Zugversuch oder im Biegeversuch oder durch Verwendung der z. B. röntgenografisch festgestellten Vergleichswerte ist ebenfalls üblich. Das IntroScan Prüfsystem wurde nach der Selbstkalibrier-Methode zur quantita-


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Bild 3. Änderung der aus dem Barkhausen-Rauschen abgeleiteten Messgrößen Rauschamplitude MMax und Koerzitivfeldstärke HCM mit der Spannung in einer Stahlprobe in einem weichen (rot) und harten (blau) Zustand Fig. 3. Change of the Barkhausen Noise based measuring quantities noise amplitude MMax and coercivity HCM with the stress state of a steel sample in a not hardened (red) and a hardened (blue) state

Barkhausen

Bild 4. Schematische Darstellung der vier Messeffekte und der Messgrößen, die bei den IZFP-Prüfsystemen 3MAII und MikroMach genutzt werden Fig. 4. Schematic of the four effects and the measuring quantities used by the IZFP systems 3MAII and MikroMach

tiven Spannungsanalyse vorbereitet, bei der die oben erwähnte S-förmige Veränderung der Barkhausen-Rauschamplitude mit den Druck-/Zugspannungen funktional beschrieben wird. Die Parameter der Funktion werden so gewählt, dass die am Prüfobjekt gemessenen BarkhausenRauschwerte möglichst gut angenähert werden [7].

2.3 Spannungsanalyse an einem Bewehrungsstab auf der Baustelle Die Möglichkeit einer ersten Anwendung der beiden mikromagnetischen Prüfsysteme auf der Baustelle ergab sich an einem ca. 70 Jahre alten Kasernengebäude. Das Gebäude steht für verschiedene bautechnische Untersuchungen, insbesondere der Stahlbetonrippendecken, zur Verfügung [13]. An einem Deckenfeld mit schwacher Endein-

spannung waren bereits Belastungsversuche durchgeführt worden. Mehrere ca. 6 m lange glatte Bewehrungsstäbe (Durchmesser 20 mm) der Decke waren von unten freigelegt. An einem Stab wurde eine ca. 10 mm breite Messspur durch Abfräsen und Schleifen von der Unterseite des Stabes hergestellt. An den gleichen Messstellen entlang der Stablänge wurde mit den Prüfsystemen MikroMach und IntroScan gemessen. Bild 5 zeigt die beiden Systeme. In Bild 6 sind die mit beiden Systemen erzielten Ergebnisse entlang der Stablänge vergleichend dargestellt [14]. Die Spannungsverläufe von der Wand bei Position 0 mm zur Raummitte sind charakterisiert durch einen repräsentativen Mittelwert von ca. 140 MPa bzw. 80 MPa bis ca. 2200 mm und einem höheren Zugspannungswert von 170 MPa bzw. 125 MPa im weiteren Verlauf. Diese Spannungsänderung überrascht zunächst. Erwartet wurden ein

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Bild 5. Die zur Bestimmung der Längsspannung in einem eingebauten Bewehrungsstab eingesetzten Prüfsysteme IntroScan (oben) und MikroMach (unten) Fig. 5. The systems IntroScan (top) and MikroMach (bottom) as applied for the evaluation of the longitudinal stress of a reinforcing bar in the ceiling

2.4 Gruppierung von Bewehrungsstäben nach ihren magnetischen Eigenschaften 2.4.1 Motivation

Bild 6. Entlang eines Bewehrungsstabes in einer Decke eines Altbaus mit MikroMach und IntroScan ermittelte Längsspannung Fig. 6. Longitudinal stress of a reinforcing bar of a ceiling evaluated using MikroMach and IntroScan

geringerer Zugspannungswert kurz vor der Wand und größer werdende Zugspannungen mit größerem Abstand von der Wand. Die Decke war allerdings zuvor schon mehrfach zu Belastungsversuchen bis in den Traglastbereich hinein belastet worden [13], sodass der jetzt vorliegende Spannungszustand durchaus von der erwarteten systematischen Spannungsänderung von der Wand zur Raummitte abweichen kann. Zudem lag die Bewehrung auf größerer Länge ohne Verbund frei. Die mit IntroScan erzielten niedrigeren Zugspannungswerte entsprechen dem erwarteten Spannungszustand besser. Beide Systeme liefern ein vergleichbares Spannungsprofil über die Länge.

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Bei der vorher beschriebenen Anwendung wurde die Kalibrierung des MikroMach Systems an einem repräsentativen Probestab im Labor durchgeführt und für die Selbstkalibrierung des IntroScan Systems wurden Annahmen gemacht, die hier offensichtlich zutreffend waren. Von Vorteil bezüglich der Zuverlässigkeit der Ergebnisse und im Hinblick auf eine möglichst einfache Anwendung wäre es, wenn im Vorhinein Kalibrierungen durchgeführt und in einer Vorabmessung an der Baustelle die magnetischen Eigenschaften des zu prüfenden Stabes ermittelt werden, sodass die entsprechende Kalibrierung aus dem Datenspeicher des Prüfsystems zur Messung geladen und zur unmittelbaren Ergebnisanzeige genutzt werden könnte. Motivation für diese Weiterentwicklung ist die Tatsache, dass es in vielen Fällen, insbesondere bei älteren Bestandbauten, keine Dokumentation der verbauten Bewehrungsstäbe gibt. Stäbe unterschiedlicher Hersteller, Dicken und Festigkeitsklassen können an unterschiedlichen Stellen des Bauwerkes vorliegen. Es gilt zu prüfen, ob die vor Ort zur Spannungsanalyse ausgewählten Stäbe aufgrund ihrer elektromagnetischen Eigenschaften in Gruppen mit sehr ähnlichen Eigenschaften unabhängig von Hersteller und Dicke klassifiziert werden können und die Spannungsanalyse mit einer gruppenspezifischen Kalibrierung zufriedenstellende Ergebnisse bringt. Sollte diese gruppenspezifische Kalibrierung nicht gelingen, bleibt die einfache und sehr zutreffende, aber aufwendigere Kalibrierung anhand einer Materialprobe:


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Nach der Messdatenaufnahme am Objekt wird ein Stück des untersuchten Bewehrungsstabes zur Kalibrierung im Zugversuch herausgetrennt. Die damit einhergehende Schwächung der Tragfähigkeit des Bauwerkes ist in der Regel vernachlässigbar.

2.4.2 Messstellenvorbereitung Die Stäbe haben insbesondere durch die thermomechanischen Einflüsse bei der Herstellung Eigenspannungen und mehr oder weniger stark ausgeprägte Eigenspannungsgradienten von der Oberfläche zur Mitte. Diese Eigenspannungen sind und bleiben zunächst unbekannt. Im Bauwerk haben die verbauten Stäbe ebenfalls Eigenspannungen, denen sich die Lastspannungen additiv überlagern. Das Ergebnis der Spannungsanalyse am Bauwerk ist also immer die Summe von Last- und Eigenspannungen. Diese Situation wird während der Kalibrierung nachgestellt; dem im Probestab vorliegenden Eigenspannungszustand wird im Zugversuch die Zugspannung überlagert und beide beeinflussen den Messwert; die aufgebrachten Zugspannungen verursachen die Messwertänderungen. Es kann angenommen werden, dass sich der Gradient der Längsspannung in der oberflächennahen Zone deutlich stärker mit den jeweiligen Herstellungsbedingungen ändert als der Wert der Längseigenspannungen in tieferen Lagen. Um den Einfluss des (unbekannten) oberflächennahen Spannungsgradienten zu minimieren, wird von der Oberfläche ausgehend ca. 2 mm Material so abgefräst, dass sich eine ebene Messspur von ca. 8–10 mm Breite ergibt. Das Abfräsen und das anschließende Beschleifen werden in einzelnen Schritten möglichst schonend durchgeführt, um nur geringe Bearbeitungseigenspannungen einzubringen. Neben der Minimierung des Einflusses des

Spannungsgradienten ist die Herstellung einer möglichst ebenen Ankoppelfläche für den Sensor ein weiterer Grund für das Abarbeiten; denn die Qualität der Messwerte verbessert sich mit der Gleichförmigkeit des über die Ankoppelfläche eingebrachten oberflächennahen Magnetfeldes während der Messdatenaufnahme.

2.4.3 Gruppierung verschiedener Stäbe Elf Probestäbe mit Durchmessern von 10, 12 und 14 mm von vier verschiedenen Herstellern und zwei Festigkeitsklassen standen für die Untersuchungen zur Verfügung [15]. In Tabelle 1 sind einige Charakteristika der untersuchten Stäbe zusammengestellt. Die Stäbe 1 bis 6 haben, mit z. B. 1.1 und 1.2 bezeichnet, jeweils zwei ca. 500 mm lange Teilstäbe (Partnerstäbe), die unmittelbar hintereinander aus dem Originalstab herausgetrennt wurden. Die Probestäbe 7–11 sind ohne Partnerstab. Eine MikroMach-Softwareroutine zur Mustererkennung wurde benutzt, um die Ähnlichkeiten der elektromagnetischen Eigenschaften der Stäbe zu quantifizieren: Die Differenz X1–Y1 zwischen dem Wert der ersten der 41 MikroMachMessgrößen an Probestab X und dem Wert der ersten der 41 Messgrößen an Probestab Y wird auf die Streubreite S1 der Messgröße 1 normiert. Wie aus der Beziehung in Gl. (1) deutlich wird, ergeben die relativen Differenzen zwischen den entsprechenden Werten aller Messgrößen einen dimensionslosen Kennwert der Ähnlichkeit. d = 1/41 ((|X1 – Y1|)/S1 + (|X2 – Y2|)/S2 + …. + (|X41 – Y41|)/S41))

(1)

Die Ähnlichkeit in den Eigenschaften ist umso größer, je kleiner der Zahlenwert d ist. Unter Nutzung der Bezie-

Tabelle 1. Produktname und Charakteristika der untersuchten Stäbe sowie die Beurteilung der Ähnlichkeit ihrer magnetischen Eigenschaften. T ist aus der Walzhitze vergütet; WR ist warmgewalztes Ringmaterial. Table 1. Name and specific data of the used bars as well as the evaluation of the similarity of their magnetic properties. T is normalized, WR is hot rolled material. Stabprobe

Produktname; Norm SIA 262: 2003; Fließgrenze [MPa]; Wärmebehandlung

Durchmesser [mm]

Ähnlichkeitskennwert d der beiden Stäbe

Ähnlichkeit mit anderen Stäben

1.1 1.2

ALFA 500 S; B500B; 500; T ALFA 500 S; B500B; 500; T

12

2,2

keinem anderen Stab ähnlich

2.1 2.2

BSW-Super-Ring; B500B; 500; WR BSW-Super-Ring; B500B; 500; WR

10

2,4

5.1; 5.2; 8 und 9

3.1 3.2

BSW Tempcore; B500B; 500; T BSW Tempcore; B500B; 500; T

12

3,1

7

4.1 4.2

HEB; BSt 500S; ? HEB; BSt 500S; ?

14

4,7

keinem anderen Stab ähnlich

5.1 5.2

Topar R; B500B; 500; WR Topar R; B500B; 500; WR

16

2,5

2.1; 2.2; 8 und 9

6.1 6.2

Topar R; B500B; 500; WR Topar R; B500B; 500; WR

12

2,3

10 und 11

7

BSW Tempcore; B500B; T

14

8 9

?; B500B; ? ?; B500B; ?

12 14

2,5

2.1, 2.2, 5.1 und 5.2

10 11

?; B500B; ? ?; B500B; ?

10 12

3,3

6.1 und 6.2

3.1 und 3.2

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hung 1 wurde die Ähnlichkeit eines jeden Stabes mit jedem anderen bestimmt. Ergebnis der umfangreichen Messungen ist: Die jeweiligen Partnerstäbe der Stabproben 1–6 haben Ähnlichkeiten mit Kennzahlen d von 2,2 bis 3,1; Ausnahme sind die beiden Stäbe 4 mit d = 4,7. Es wurde willkürlich ein Ähnlichkeitsgrenzwert d ≤ 3,6 festgelegt. Stäbe mit Kennzahlen ≤ 3,6 werden als ähnlich und der gleichen Gruppe zugehörig betrachtet. Stäbe mit Kennzahlen ≥ 3,7 sind nicht ähnlich. Mit diesem Ähnlichkeitsgrenzwert können die Stäbe in drei Gruppen sortiert werden, wie auch die Tabelle 1 verdeutlicht. Gruppe I: Gruppe II: Gruppe III:

Stäbe 2.1, 2.2, 5.1, 5.2, 8 und 9; Stäbe 3.1, 3.2 und 7; Stäbe 6.1, 6.2, 10 und 11.

Die Stäbe 1 und 4 sind einander unähnlich und können auch keiner anderen Gruppe zugeordnet werden. Der Stab 7 hat Ähnlichkeit mit den Partnerstäben 3.1 und 3.2 und die Stäbe 8 und 9 mit den Stabproben 2 und 5. Die Stäbe 10 und 11 haben Ähnlichkeit mit 6.1 und 6.2. Die quantitative Spannungsanalyse setzt eine Kalibrierung voraus. Von Vorteil wäre es, wenn die Kalibrierung eines Stabes einer Gruppe anwendbar wäre zur Spannungsanalyse an anderen Stäben der gleichen Gruppe und zu erkennbar falschen Resultaten führen würde, wenn diese Kalibrierung zur Spannungsanalyse an Stäben einer anderen Gruppe eingesetzt werden würde. Auch die Kalibrierung wird von einer MikroMach-Routine unterstützt. Zur Kalibrierung wurde jeweils ein Partnerstab in der Zugmaschine schrittweise bis etwa zur halben Streckgrenze, 250 MPa, belastet, und bei jeder Laststufe wurden alle 41 MikroMach-Messgrößen aufgenommen. Die Berechnung der Kalibrierfunktion wird ohne weiteres Zutun des Bedieners vom Prüfsystem durchgeführt. Die Qualität der Kalibrierung wird an Stäben überprüft, die im einaxialen Zugversuch belastet werden. Der Vergleich der mittels magnetischem Verfahren festgestellten Zugspannung mit dem von der Zugmaschine angegebenen Wert charakterisiert die Qualität der Kalibrierung und damit die Anwendbarkeit der beschriebenen Vorgehensweise. Die an einem Probestab ermittelte Kalibrierfunktion wird zur Spannungsanalyse an allen anderen Stäben der gleichen Gruppe sowie an Stäben der anderen Gruppen genutzt. Dazu werden die Stäbe in der Zugmaschine belastet und die mittels MikroMach-Software berechneten Spannungen mit den Angaben der Zugmaschine aufgezeichnet. Die Anwendung der an Stab 2.1 bzw. Stab 5.1 ermittelten Kalibrierung zur Spannungsanalyse an den anderen Stäben der gleichen Gruppe I hat die in Bild 7 dargestellten Vergleiche mit den von der Zugmaschine angegebenen Werten zum Ergebnis. Die in Bild 7 oben insbesondere bei Stab 2.2 (violett) zu erkennende Verschiebung der MikroMach Ergebnisse in Richtung Druckspannungen sowie die in Bild 7 unten dargestellten, von der Geraden abweichenden Ergebnisänderungen mit den zunehmenden Zugspannungen werden wahrscheinlich von den Eigenspannungen in den Stäben verursacht. Hier kann zunächst nur eine Eigenspannungsanalyse mit einem etablierten Verfahren Klarheit verschaffen. In Bild 8 sind Ergebnisse dargestellt, die sich bei Anwendung der Kali-

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Bild 7. Gegenüberstellung der mit MikroMach bestimmten Zugspannungen und der von der Zugmaschine angegebenen Werte. Kalibrierung von Stab 2.1 (oben) und Stab 5.1 (unten) zur Spannungsanalyse an den anderen Stäben der gleichen Gruppe I Fig. 7. Comparison of the tensile stresses as evaluated by using MikroMach and shown by the tensile stress machine. Calibration of the bar 2.1 (top) and of bar 5.1 (bottom) is used for stress analysis on bars of the same group I

Bild 8. Gegenüberstellung der mit MikroMach bestimmten Zugspannungen und der von der Zugmaschine angegebenen Werte. Kalibrierung von Stab 2.1 zur Spannungsanalyse an den anderen Stäben der gleichen Gruppe I und an den Stäben 3.1 und 7 der Gruppe II Fig. 8. Comparison of the tensile stresses as evaluated by using MikroMach and shown by the tensile stress machine. Calibration of the bar 2.1 is used for stress analysis on bars of the same group I and on the bars 3.1 and 7 of group II


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brierung von Stab 2.1 (Gruppe I) zur Spannungsanalyse an den Stäben der Gruppen I und II ergeben. Wie weitere Ergebnisse gleicher Art zeigen auch die hier dargestellten, dass die an den jeweils anderen Gruppen ermittelten Ergebnisse deutlich größere Abweichungen von den Vergleichswerten haben, als die bei Stäben aus der Gruppe des Kalibrierstabes festgestellten [16]. Wenngleich die bisherigen Ergebnisse noch nicht die gewünschte Auflösung und Genauigkeit haben, lassen sie doch eine Gruppierung von Bewehrungsstäben anhand ihrer elektromagnetischen Eigenschaften zur Vereinfachung des Kalibrieraufwandes als machbar erscheinen. Verbesserungen werden insbesondere durch Anpassungen des mikromagnetischen Sensors erwartet.

3 Spannungsanalyse mit Ultraschallverfahren 3.1 Verfahrensgrundlagen Die Ultraschall-Spannungsanalyse nutzt den Einfluss von Dehnungs- bzw. Spannungszuständen auf die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Ultraschallwellen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Wellen kann in einer Form beschrieben werden, in der die Materialdichte, der Elastizitäts- und Schubmodul sowie sogenannte akustoelastische Konstanten als materialspezifische Kennwerte [17] und die drei Komponenten des orthogonalisierten Dehnungstensors bzw. die drei Hauptspannungen als Zustandsparameter des Bauteiles eingehen. Der Einfluss des Dehnungs- oder Spannungszustandes auf die Ausbreitungsgeschwindigkeiten ist unterschiedlich groß, abhängig von der Ausbreitungs- und Schwingungsrichtung der Welle im Hinblick auf die Hauptdehnungs- bzw. Hauptspannungsrichtungen. Durch den Einsatz mehrerer Wellenarten, die sich über den gleichen Material- bzw. Bauteilbereich ausbreiten, aber aufgrund der unterschiedlichen Schwingungsrichtungen unterschiedlich stark von dem Spannungszustand in diesem Bereich beeinflusst werden, können ein- und zweiaxiale, in Einzelfällen auch dreiaxiale Spannungszustände bestimmt werden. Das Ergebnis der Ultraschall-Spannungsanalyse ist immer ein Mittelwert der Spannungen, die im beschallten Volumenbereich auf die Ausbreitung der eingesetzten Schallwellen wirken. Der beschallte Volumenbereich ergibt sich aus der durchschallten Bauteildicke und der Prüfkopfgröße von z. B. 14 mm Durchmesser. Eine umfassende Darstellung der Grundlagen der Ultraschallspannungsanalyse wird in [18] gegeben.

3.2 Vorgehen zur Spannungsanalyse an einem Bewehrungsstab Zur Bestimmung der Längsspannungen in einem Bewehrungsstab empfiehlt sich die gemeinsame Nutzung einer Longitudinalwelle und einer Transversalwelle, die sich an der gleichen Messstelle über die Dicke ausbreiten. Bei der Longitudinalwelle schwingen die Masseteilchen in der Richtung der Wellenausbreitung. Die Geschwindigkeit der Welle wird nur vernachlässigbar wenig von den Längsspannungen beeinflusst [18]. Aus der an jeder Messstelle aufgenommenen Laufzeit kann unter Annahme eines üblichen Wertes für die Longitudinalwellengeschwindigkeit in Stahl die Dicke an jeder Messstelle bestimmt werden. Der Fehler

bei der Annahme des Wertes für die Schallwellengeschwindigkeit wirkt sich an allen Messstellen in gleicher Weise auf die Berechnung der Dicke aus, sodass die Änderung der Stabdicke entlang der Stablänge von dieser Ungenauigkeit nicht beeinträchtigt wird. Die Ankoppelung des Longitudinalwellen-Prüfkopfes mit einem Durchmesser von ca. 14 mm wird mit einem Gel bewerkstelligt; ein Magnetring im Prüfkopf hält ihn stabil an der Messstelle. An den gleichen Messstellen wird auch die Laufzeit einer Transversalwelle gemessen. Bei dieser Wellenart schwingen die Masseteilchen in einer bekannten Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Die Schwingungsrichtung wird in Längsrichtung des Stabes ausgerichtet. Spannungen in Richtung der Schwingung der Transversalwelle verursachen den zweitgrößten Spannungseffekt auf die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Ultraschallwellen. Zugspannungen in Schwingungsrichtung verursachen eine Verringerung der Geschwindigkeit, Druckspannungen eine Zunahme. Diese Transversalwelle kann elektromagnetisch angeregt und empfangen werden. Durch die Auslegung des Prüfkopfes werden ein Permanentmagnetfeld und ein elektrisches Feld so angeordnet, dass alternierende Kräfte auf das Metallgitter eine linear polarisierte Transversalwelle im Bauteil erzeugen [19]. Es bedarf also keines Koppelmittels zur Einbringung der Transversalwelle in den Stab. Auch dieser Prüfkopf mit einer Sensorfläche von 15 mm × 15 mm wird durch die Permanentmagnete stabil an jeder Messstelle, auch über Kopf, gehalten. In Bild 9 sind ein Ultraschallsystem zur Spannungsanalyse und Prüfköpfe dargestellt. Mit der Dicke und der an jeder Messstelle aufgenommenen Laufzeit der Transversalwelle kann die Geschwindigkeit der Transversalwelle berechnet werden, die von dem Spannungszustand gemäß der folgenden Beziehung beeinflusst wird [18]. (vT,Länge – v0)/v0 = (AECL)σL + (AECR) σR

(2a)

(vT,Länge – v0)/v0 = (AECL)σL

(2b)

vT,Länge steht für die Geschwindigkeit der Transversalwelle bei Ausbreitung über die Dicke und bei Schwingung in Längsrichtung des Stabes. v0 ist die Geschwindigkeit der entsprechenden Welle im spannungsfreien Bauteil. AECL und AECR sind Kombinationen der akusto-elastischen Materialkennwerte, die für einige ferritische Maschinenbaustähle in Tabellen verfügbar sind und im Zugversuch bestimmt werden können. Sie wichten den Einfluss der entsprechenden Hauptspannungskomponente auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle. σL und σR sind die Spannungen in Längs- und Radialrichtung des Stabes. AECR ist für alle ferritischen Stähle deutlich kleiner als AECL, sodass die Gl. (2a) durch Vernachlässigung des zweiten Summanden auf der rechten Seite zur Gl. (2b) vereinfacht werden kann: Die relative Änderung der Geschwindigkeit ist der Längsspannung proportional. Die Proportionalitätskonstante AECL muss noch im Zugversuch ermitteln werden. Aber wie kommt man zum Wert für v0? Im idealen Fall eines freigeschnittenen Stabes mitteln sich die Längsspannungen zu Null, wenn über die gesamte Länge und den Querschnitt integriert wird. Lokal vorliegende Zug-

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Bild 9. Ultraschallsystem zur Spannungsanalyse und ein Longitudinal- und Transversalwellenprüfkopf Fig. 9. Ultrasonic system for stress analysis and a longitudinal and a shear wave probe

spannungen halten sich mit an anderen Orten wirksamen Druckspannungen im Gleichgewicht. Dann ist der Mittelwert der an vielen Stellen entlang der gesamten Länge bestimmten Schallgeschwindigkeiten vT,Länge identisch mit dem Wert v0. Bei einem eingebauten Stab gilt das in der Regel nicht; die über die gesamte Länge einwirkenden Lastspannungen integrieren sich nicht zu Null. Dennoch ist der Mittelwert der an vielen Stellen entlang der gesamten Länge bestimmten Schallgeschwindigkeiten vT,Länge sehr hilfreich für die quantitative Angabe der Spannungsänderung von Messstelle zu Messstelle. Die Lage der Spannungs-Null-Linie ist mit einem unbekannten Fehler behaftet, aber die lokalen Änderungen entlang der Stablänge können quantitativ angegeben werden.

3.3 Experimentelle Ergebnisse Die Messdatenaufnahme über die gesamte Länge war bei dieser ersten Anwendung nicht möglich, daher kann der den spannungsfreien Zustand charakterisierende Wert v0

nicht angegeben werden. Auch wurde die Proportionalitätskonstant AECL noch nicht ermittelt. Es kann zunächst nur die Transversalwellengeschwindigkeit über den untersuchten Längenabschnitt in Bild 10 dargestellt werden. Das Potenzial des Ultraschallverfahrens lässt sich schon erkennen. Im Bild sind auch die Mittelwerte der in den beiden Längenabschnitten ermittelten Schallgeschwindigkeiten eingetragen. Geringer werdende Druckspannungen oder größer werdende Zugspannungen verursachen eine Abnahme der Schallgeschwindigkeit. Das qualitative Ergebnis ist: Die Längsspannung verändert sich im Längenbereich größer als ca. 2000 mm zu größeren Zugspannungen oder geringeren Druckspannungen. Diese qualitative Aussage ist im Einklang mit den Ergebnissen der mikromagnetischen Spannungsanalyse (Bild 6). Auffallend sind die deutlichen örtlichen Änderungen insbesondere im ersten Längenabschnitt, die nur zum Teil von messtechnischen Mängeln verursacht sind.

4 Bewertung des Standes und Weiterentwicklungen 4.1 Allgemeines Die zur Spannungsanalyse an maschinenbautypischen Komponenten entwickelten mikromagnetischen und Ultraschall-Verfahren bieten die Möglichkeit der zerstörungsfreien Bestimmung der Längsspannung in einem Bewehrungsstab. Die Sensoren können von Hand gehalten oder mechanisch auch über Kopf geführt an vielen Messstellen entlang der Stablänge Messdaten aufnehmen. Die Messgeräte sind tragbar; Messdatenaufnahme und Auswertung sind menügeführt. Der Stand der Technik ermöglicht eine Spannungsanalyse auf der Baustelle. Allerdings sind noch einige verfahrensspezifische Anpassungsarbeiten zu leisten, um die Genauigkeit im Ergebnis zu verbessern.

Bild 10. Änderung der Geschwindigkeit einer in Längsrichtung schwingenden Transversalwelle entlang der Messspur auf dem auch mit mikromagnetischen Verfahren untersuchten Bewehrungsstab Fig. 10. Velocity of a shear wave polarized along the length of the bar versus the same bar as investigated by the micromagnetic systems

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4.2 Die mikromagnetischen Verfahren Die mit den zwei unterschiedlichen mikromagnetischen Prüfsystemen erzielten Ergebnisse (Bild 6) stimmen gut überein. In der Kalibrierfunktion des MikroMach werden Messgrößen des Wirbelstroms, der Permeabilität und der


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Oberwellen (Bild 4) genutzt. Die entsprechenden Analysiertiefen nehmen in der genannten Reihenfolge von ca. 150 μm bis ca. 2 mm zu; das Ergebnis ist ein nicht weiter quantifizierbarer Mittelwert des Spannungszustandes in dieser Oberflächenschicht. Das IntroScan System wertet ausschließlich das Barkhausen-Rauschen aus; die Analysiertiefe wird zu ca. 100–200 μm abgeschätzt. Die beiden Systeme nutzen also unterschiedliche Messgrößen und analysieren unterschiedlich dicke Oberflächenschichten. Die ersten Ergebnisse der zerstörungsfreien Bestimmung der Längsspannung in einem Bewehrungsstab zeigen, dass nach dem Abfräsen und Schleifen noch ein Spannungsgradient in die Dickenrichtung wirksam ist, der offensichtlich unverändert entlang der Messspur bleibt. Der Spannungsgradient muss weiter untersucht werden. Die Ergebnisse des Bohrlochverfahrens oder von röntgenografischen Untersuchungen zum Spannungsgradienten können dahingehend vorteilhaft genutzt werden, dass die Analysiertiefe bei den mikromagnetischen Verfahren innerhalb der verfahrenstechnischen Möglichkeiten angepasst wird. Die beiden Verfahren zur Kalibrierung haben quantitative Ergebnisse mit guter Übereinstimmung erbracht. Weitere Messungen mit beiden Systemen werden zeigen, ob die einfachere Selbst-Kalibrierung oder die Nutzung der Gruppen-Kalibrierung zu besseren Ergebnissen führt. Möglicherweise waren die hier festgestellten ersten Ergebnisse eher zufällig so zufriedenstellend und es bedarf einer experimentellen Kalibrierung an einem Stück aus dem untersuchten Stab, um aussagekräftige Spannungsergebnisse zu erzielen. In jedem Fall gilt es zunächst, das Potenzial zur Verbesserung der Messgenauigkeit auszuschöpfen. Dazu werden die Anpassungen der Sensoren deutliche Vorteile bringen. Die geometrische Ausformung der magnetischen Polschuhe im Sensor zum bestmöglichen formschlüssigen Kontakt mit der Staboberfläche wird eine gleichförmigere Magnetfeldeinprägung in die Prüfzone und damit eine robustere Messdatenerfassung mit geringerer Messwertstreuung zur Folge haben.

4.3 Das Ultraschallverfahren Auch im Fall der Ultraschallspannungsanalyse sind es die Sensoren, die eine deutliche Verbesserung des schon erreichten Standes zur Spannungsanalyse am Bewehrungsstab ermöglichen. Die am Markt verfügbaren Ultraschallwandler sind so vielfältig, dass es sicher gelingen wird, einen Wandler zu finden, dessen Schallfeld so in den Stabquerschnitt passt, dass Signale mit gutem Signal/RauschVerhältnis empfangen werden können und damit die Genauigkeit bei der Laufzeitmessung deutlich verbessert werden kann. Bei weiteren Messungen gilt es, die festgestellten lokalen Änderungen der Transversalwellengeschwindigkeit zu klären und gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen anzupassen. Das Ultraschallergebnis ist ein Mittelwert der an jeder Messstelle im gesamten Querschnitt wirkenden Längsspannung; die Frage nach Größe und Gleichförmigkeit des Spannungsgradienten in die Dicke stellt sich hier nicht. Aber Inhomogenitäten in der Gefügestruktur aufgrund von Toleranzen bei der thermomechanischen Be-

handlung im Herstellungsprozess und lokal begrenzte überelastische Verformungen durch Zurechtbiegen beim Verlegen sind beispielhafte Gründe für örtliche Änderungen der elastischen Materialeigenschaften und die dadurch verursachten Schallgeschwindigkeitsänderungen. Die Aufnahme vieler Messdaten entlang eines Stabes ist die einfachste Möglichkeit, lokale Einflüsse zu minimieren. Und die Messrate von ca. 50 Messungen pro Sekunde sowie die geringen Kosten pro Messpunkt unterstützen die quasi ortskontinuierliche Messdatenaufnahme entlang der Länge und ermöglichen die Darstellung der Spannungsänderung entlang des Stabes. Die Änderung der Längsspannung von einer Messstelle zur nächsten kann quantitativ angegeben werden, wenn der materialspezifische Proportionalitätsfaktor zwischen Schallgeschwindigkeit und Längsspannung (AECL, Gl. 2(b)) bekannt ist. Dessen experimentelle Ermittlung im Zugversuch ist Stand der Technik. Eine Aussage über die Lage des Nullpunktes der Spannungsskala setzt voraus, dass der den spannungsfreien Zustand repräsentierende Wert der Transversalwellengeschwindigkeit v0 (Gl. (2b)) bekannt ist. Der ergibt sich auf einfache Weise nur, wenn der Stab Längenbereiche mit Zug- und Druckspannungen hat und diese Bereiche auch messtechnisch zugänglich sind. Nun gilt es, die Sensoren anzupassen und weitere Bewehrungsstäbe zu untersuchen, um auf einer ausreichenden Messdatenbasis zu entscheiden, welches der vorgestellten Verfahren MikroMach, IntroScan oder Ultraschall im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Einfachheit in der Anwendung, Systemkosten und Prüfkosten die besten Voraussetzungen bietet, um zum Prüfsystem zur Bestimmung der Längsspannung in Bewehrungsstäben in Bauwerken qualifiziert zu werden. Literatur [1] Schnell, J.; Bindseil, P. und Loch, M.: Tragwerksplanung für das Bauen im Bestand. Stahlbetonbau Aktuell 2011; Goris, Hegger (Hrsg.); Bauwerk Verlag Berlin (2011). [2] VDI 6200 Richtlinie Standsicherheit von Bauwerken, Regelmäßige Überprüfung, Februar (2011). [3] Stoppel, M.; Taffe, A.; Reichling, K. und Kurz, J.: Zustandsermittlung und Schadensdiagnose für Parkhäuser mit automatisierten zerstörungsfreien Prüfverfahren. Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009); Heft 10, S. 690–694. [4] Hauk, V.: Structural and Residual Stress Analysis by Nondestructive Methods. Elsevier Science B.V. Amsterdam (1997). [5] Handbook of Measurements of Residual Stresses. J. Lu (ed), Society for Experimental Mechanics Inc.; The Fairmont Press Inc. Lilburn, USA (1996). [6] Dobmann, G.: Physical Basics and Industrial Applications of 3MA – Micromagnetic Multiparameter Microstructure and Stress Analysis. European Federation for Non-Destructive Testing (EFNDT); European Conference on Non-Destructive Testing (10) ECNDT. (2010); Vortrag 1.1.1. [7] Cikalova, U.; Bendjus, B. und Schreiber, J.: Bewertung des Spannungszustandes und der Materialschädigung von Komponenten industrieller Anlagen. MP Materials Testing 51 (2009); 10, 678-685. [8] Schneider, E.: Evaluation of Stress States of Components using Ultrasonic and MicroMagnetic Techniques. Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels & Piping Conference, (2009); Paper 77219.

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Dr.-Ing. Eckhardt Schneider Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP Campus E 3 1 66123 Saarbrücken eckhardt.schneider@izfp.fraunhofer.de

Prof. Dipl.-Ing. Peter Bindseil Fachhochschule Kaiserslautern Fachgebiet Massivbau und Bausanierung Morlauterer Straße 31 67657 Kaiserslautern peter.bindseil@fh-kl.de

Prof. Dr.-Ing. Christian Boller Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP Campus E 3 1 66123 Saarbrücken christian.boller@izfp.fraunhofer.de

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kurz Technische Universität Kaiserslautern Fachgebiet Stahlbau Paul-Ehrlich-Straße 67663 Kaiserslautern wolfgang.kurz@bauing.uni-kl.de

Aktuelles Transportbetonproduktion wuchs 2011 um 14 Prozent Nach vorläufigen Berechnungen des Bundesverbands der Deutschen Transportbetonindustrie e. V. (BTB) stieg im Jahr 2011 die Transportbetonproduktion der knapp 2.000 stationären und mobilen Anlagen um rund 14 %. Getragen wurde dieses Wachstum vor allem von der positiven Entwicklung des Wohnungsbaus, dessen Nachfrage-

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volumen im Jahr 2011 um fast 20 % anstieg. Auch der Nichtwohnbau entwickelte sich für die Branche erfreulich. Erheblich beigetragen zum zweistelligen Wachstum hat auch das über das ganze Jahr offene Bauwetter, das Arbeiten fast ohne Wetterunterbrechungen erlaubte. Für das laufende Jahr rechnet der Verband nicht mit wesentlichen Einbrüchen. Weitere Steigerungen werden nicht erwartet, aber durchaus eine horizontale Entwicklung.

BTB-Präsident Dr. Erwin Kern: „Auch für die nächsten Jahre rechnen wir uns anhand der anstehenden Bauaufgaben gute Chancen aus. Genannt sei hier das Stichwort des Ersatzneubaus. Demgegenüber stehen sicherlich die leeren Kassen der Kommunen. Insgesamt aber blicken wir zuversichtlich nach vorne.“ Th.


Berichte DOI: 10.1002/best.201200003

Thomas Kind Jens Wöstmann

Kombinierte Radar- und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung Im Rahmen von Ertüchtigungsmaßnahmen an Spannbetonbrücken werden häufig Kernbohrungen durchgeführt, die die vorhandenen Spannbewehrungen nicht beschädigen dürfen. Die Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) kann einen wesentlichen Beitrag leisten, das Risiko einer Beschädigung zu minimieren und somit eine bessere Planungssicherheit für die Ertüchtigungsmaßnahmen zu schaffen. Typische ZfP-Verfahren für das Auffinden von vorgespannter Bewehrung sind das Radar- und das Ultraschallverfahren. Am Beispiel der Ertüchtigung einer Brücke in Bremen wird die Vorgehensweise beschrieben, und es werden die Grenzen der Verfahren aufgezeigt.

1 Einführung In den letzten Jahren ist die Nachrechnung der Tragfähigkeit von Straßenbrücken im Bestand aufgrund eines geänderten Nutzungsverhaltens, neuen Erkenntnissen bei der Trag-

fähigkeitsplanung und einer erheblichen Verschlechterung der ins Alter gekommenen Bausubstanz dieser Brücken notwendig geworden. Eine Nachrechnung soll die Entscheidungsfindung unterstützen, inwieweit eine Brücke durch eine Ertüchtigung weiter genutzt werden kann oder ob ein Neubau notwendig wird. Mit dem Begriff Ertüchtigung wird eine grundlegende Instandsetzung zusammen mit Verstärkungsmaßnahmen einer Brücke verstanden [1 bis 4]. Die Ertüchtigung von Spannbetonbrücken wird häufig mit externen Spanngliedern am Überbau als Verstärkungsmaßnahme durchgeführt [5, 6]. Die externen Spannglieder werden dabei am Überbau unter anderem durch Querspannglieder befestigt. Für die Führung und Aufnahme der Querspannglieder sind Kernbohrungen notwendig, die die vorhandene Spannbewehrung nicht beschädigen dürfen, um eine zusätzliche Schwächung der Brücke zu vermeiden [7].

Bild 1. Seitenansicht des Bauwerkes BW165

Radar- und Ultraschallverfahren können als zerstörungsfreie Ortungsverfahren von Spanngliedern im Vorfeld für eine schadensfreie Kernbohrung eingesetzt werden. Beide Verfahren sind in der Lage, von der Oberfläche aus die Lage einzelner Spannglieder zu bestimmen. Wird die zerstörungsfreie Ortung im Vorfeld einer Ertüchtigungsmaßnahme durchgeführt, können die Ergebnisse in die Planung der Ertüchtigungsmaßnahme einfließen und dabei helfen, Verzögerungen bei den Baumaßnahmen zu vermeiden. Mögliche Risiken, die eine Verzögerung verursachen können, sind z. B. deutliche Abweichungen der tatsächlichen Lage der Spannglieder von den Angaben in den Bestandsunterlagen oder das Vorhandensein zusätzlicher Einbauteile, die in den Bestandsunterlagen nicht eingezeichnet sind. Eine Verzögerung von Ertüchtigungsmaßnahmen kann durch die rechtzeitige Berücksichtigung der Ergebnisse von ZfP-Untersuchungen vermieden wer-

Bild 2. Unteransicht des Bauwerkes BW165

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T. Kind/J. Wöstmann · Kombinierte Radar und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung

den, da die Planungen nicht mehr überarbeitet werden müssen. Auch wenn eine Abweichung der tatsächlichen Lage der Spannbewehrung von der Lage laut Bestandsplan nicht erwartet wird, kann die zerstörungsfreie Sondierung sicherstellen, dass die Positionen der Kernbohrungen fehlerfrei markiert (angezeichnet) worden sind. Ob die Ortung der Spannglieder mit beiden ZfP-Verfahren erfolgreich sein kann und welches Verfahren eingesetzt werden muss, hängt von der Einbautiefe der Spannglieder, den Betoneigenschaften und der Dichte der Bewehrung ab. In [7] wurde die Ortung von Spanngliedern für eine schadensfreie Kernbohrung mit Radar als Einzelverfahren vorgestellt. Eine Kombination aus dem schnellen Radarverfahren und dem detailliert auflösenden Ultraschallverfahren wird in diesem Bericht am Beispiel der Untersuchung an einer Spannbetonbrücke in Bremen gezeigt.

2 Untersuchungsobjekt und Ertüchtigungsmaßnahmen Das Bauwerk BW165 ist eine Plattenbalkenbrücke aus Spannbeton und befindet sich in Bremen. Die Brücke

Bild 3. Querschnitt durch den Plattenbalken mit sechs Spanngliedern und einem Verdrängungskörper in der Mitte

verlängert die Weserbrücke „Stephanibrücke“ und führt den Verkehr der Bundesstraße 6 über die Neustadt. Das Bauwerk ist 1967 errichtet worden und hat eine Gesamtlänge von 362,5 m. Der Querschnitt besteht aus zwei Balken, die die Fahrbahnplatte tragen und insgesamt vier Fahrspuren aufnehmen (Bilder 1 und 2). Insgesamt sind bis zu sechs Längsspannglieder im Querschnitt eines Plattenbalkens eingebaut (Bilder 3 und 4). Die Einbautiefe von der Seite ausgehend beträgt maximal ca. 60 cm. Zwi-

schen den Auflagern und den Widerlagern sind teilweise in den Plattenbalken Verdrängungskörper eingebaut. Die maximale Breite der Brückenbalken beträgt 2,60 m. Der Verlauf der Spannglieder in den Plattenbalken variiert in der Höhe und geringfügig auch in der Überdeckung durch die Seitenwände. Für die Ertüchtigung der Brücke wurden vier externe Längsspannglieder an den Seitenflächen der zwei Plattenbalken befestigt. Die Spannanker wurden in acht Ankerblöcken aus

Bild 4. Längs- und Querschnitte durch den Plattenbalken; die orange markierte Fläche markiert die Untersuchungsfläche für Radar

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T. Kind/J. Wöstmann · Kombinierte Radar und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung

Bild 5. Überbauverstärkung mit externen Spanngliedern

Stahlbeton (Bild 5) mithilfe von mehreren Querspanngliedern an den Plattenbalken befestigt. Im Bereich der Stützen werden die externen Längsspannglieder über Stahlumlenkkonstruktionen in Position gehalten.

3 Aufgabenstellung und ZfP-Untersuchung Im Rahmen der Durchführung der Ertüchtigungsmaßnahme wurden mehrere Kernbohrungen durch die vorhandenen Plattenbalken notwendig. Die Kernbohrungen ermöglichen

die Aufnahme und Führung der Querspannglieder zur Befestigung der Ankerblöcke. Da die Kernbohrungen oberhalb und unterhalb der vorhandenen Spannbewehrung der Brückenbalken liegen, sollte die Lage der vorhandenen Spannglieder mittels zerstörungsfreier Untersuchung festgestellt und auf der Betonoberfläche angezeichnet werden. Zunächst wurden jene Bereiche der Seitenflächen, in denen die Kernbohrungen durchgeführt werden sollten, mit Radar untersucht. Hierzu wurden mit einer 2,6-GHz-Antenne

Bild 6. Radarmessung mithilfe einer Schablone

auf Flächen von maximal 2 m × 0,70 m horizontale und vertikale Messlinien im Abstand von 10 cm aufgenommen. Das Messraster wurde durch eine Schablone vorgegeben, die auf die Oberfläche geklebt wurde (Bilder 6 und 7). Nach der Rekonstruktion der Radardaten wurde eine Serie von Tiefenschnitten erzeugt, um den Verlauf der Spannglieder zu ermitteln. Anhand der Tiefenschnitte konnte die Lage der oberflächennahen schlaffen Bewehrung und die Lage des ersten Hüllrohres bestimmt werden (Bild 8). Die Lage des zwei-

Bild 7. Messflächen an der Seite und der Unterseite des Plattenbalkens

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Bild 8. Radartiefenschnitte aufgenommen an der Seite eines Plattenbalkens; oben schlaffe Bewehrung im Tiefenbereich 2,5–9,5 cm; unten Spannglied im Tiefenbereich 16,5–23,5 cm

Bild 9. Radartiefenschnitte aufgenommen von der Unterseite eines Plattenbalkens; oben schlaffe Bewehrung im Tiefenbereich 2,5–9,5 cm; unten aufsteigende Spannglieder im Tiefenbereich 16,5–23,5 cm im rechten Bildausschnitt

ten und dritten Hüllrohres (vgl. Bild 4) ließ sich aufgrund der begrenzten Reichweite des Radarverfahrens jedoch nicht von der Seite des Plattenbalkens ermitteln. Das zweite Hüllrohr sollte laut Bestandsunterlagen in einer Tiefe von etwa 30 cm liegen, was unter günstigen Randbedingungen noch in der Detektionsreichweite von Radar liegt. Bei einer vergleichbaren Spannbetonbrücke konnten in einer Tiefe

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

von ca. 35 cm noch Schubnadeln detektiert werden [7]. Zur Kontrolle, ob alle sechs Spannglieder pro Plattenbalken eingebaut sind, wurde auch von der Unterseite mit Radar in einem Bereich gemessen, in dem die Spannglieder die geringste Überdeckung von der Unterseite haben. Im Tiefenschnitt 16,5 cm–23,5 cm lassen sich alle drei Spannglieder im rechten Bildausschnitt nachweisen, in dem die Beton-

überdeckung der Hüllrohre weniger als ca. 24 cm beträgt (Bild 9). Wegen der beschränkten Eindringtiefe des Radarverfahrens wurde alternativ das Ultraschallverfahren mit einem Punkt-Kontakt-Prüfkopf, der Transversalwellen erzeugt, eingesetzt. Die Eindringtiefe des Ultraschallverfahrens liegt je nach Betoneigenschaften meist in einem Bereich von 0,5 m bis 1,0 m. Für eine Ultraschallmessung müssen die einzelnen Prüfköpfe des Messkopfes direkt auf die Betonoberfläche angedrückt werden. Aus diesem Grund ist die Messung sehr aufwendig, da der Messkopf immer wieder auf- und abgesetzt werden muss. Als erstes wurde mit einer Handmessung untersucht (Bild 10), ob mit dem Ultraschallverfahren eine höhere Eindringtiefe erreicht werden kann. Nachdem gezeigt werden konnte, dass mit dem Ultraschallverfahren auch das zweite Hüllrohr detektierbar ist, wurde das Ultraschallverfahren großflächig und automatisiert eingesetzt [8, 9]. Die Messfläche für die Ultraschalluntersuchung entsprach mit 1,2 m × 0,5 m etwa 60 % der Messfläche der Radaruntersuchung (Bild 11). Der Messpunktabstand betrug 2 cm in horizontaler und vertikaler Richtung. Die Polarisation des Messkopfes wurde parallel zu den Längsspanngliedern ausgerichtet, sodass die horizontal verlaufenden Spannglieder am besten detektiert werden konnten. Die Ultraschalldaten wurden in derselben Weise ausgewertet wie die Radardaten. Aus der Serie von Tiefenschnitten der rekonstruierten Ultraschalldaten sind zwei Beispiele in Bild 12 dargestellt. Oben ist das erste Spannglied (Tiefenlage rd. 19 cm) über die gesamte Länge abgebildet und entspricht auch dem Verlauf, der mit dem Radarverfahren laut Bild 8 ermittelt wurde. Aufgrund der höheren Eindringtiefe des Ultraschallverfahrens konnte jetzt auch das zweite Spannglied in einer Tiefe von etwa 30 cm lokalisiert werden (vgl. Bild 12 unten). In Bild 12 unten ist auch ein Schatten des ersten Spanngliedes zu sehen, der durch eine um das Hüllrohr laufende Schallwelle entsteht. Insgesamt wurde für acht Untersuchungsflächen der Verlauf des ersten und zweiten Spanngliedes ermittelt. Der in den Tiefenschnitten von


T. Kind/J. Wöstmann · Kombinierte Radar und Ultraschalluntersuchungen zum schadfreien Kernbohren im Zuge einer Verstärkung

Bild 10. Ultraschallhandmessungen

Bild 11. Automatisierte Ultraschallmessungen

Bild 12. Ultraschalltiefenschnitte aufgenommen an der Seite eines Plattenbalkens; oben 1. Spannglied in einer Tiefe von 19 cm; unten 2. Spannglied in einer Tiefe von 30 cm

Radar und Ultraschall ermittelte Verlauf wurde noch aufgrund der Neigung der Plattenbalkenseitenwände korrigiert, bevor er auf der Bauwerksoberfläche eingezeichnet wurde. Der in den Tiefenschnitten angezeigte Verlauf eines Spanngliedes entspricht dem Verlauf, der durch die senkrechte Projektion auf die Bauteiloberfläche entsteht. Für die horizontal ausgerichteten Kernbohrungen ist aber der Verlauf, der durch eine horizonta-

le Projektion auf die Bauteiloberfläche entsteht, von Interesse. Die Verschiebung wird aus der Tiefe des Spanngliedes und der Neigung der Seitenwand des Plattenbalkens berechnet. Die Verschiebung betrug für das erste Hüllrohr etwa 2,7 cm (Tiefe 17 cm) und für das zweite Hüllrohr 5,5 cm (Tiefe 35 cm) bei einer Neigung der Seitenwand von etwa 9 Grad. Der Abstand zwischen den beiden Spanngliedern stimmte mit

den Bestandsunterlagen sehr gut überein. Die gemessene Abweichung war geringer als 2 cm.

4 Durchführung der Ertüchtigung Die Kernbohrungen wurden im Anschluss an die Sondierung der Spannglieder durchgeführt. Die zerstörungsfrei ermittelte Lage des ersten und zweiten Spanngliedes wurde vor dem Anzeichnen der Positionen für

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Bild 13. Seitenansicht Plattenbalken mit Kernbohrungen und eingezeichneten Spanngliedern und Position des Ankerblocks

die Kernbohrungen direkt auf der Oberfläche der Plattenbalken eingezeichnet (Bild 13). Das dritte Spannglied konnte nicht eingezeichnet werden, da es sowohl für Radar als auch für Ultraschall außerhalb der Eindringtiefen dieser beiden ZfP-Verfahren lag. Das Risiko, das nicht erfasste dritte Spannglied bei der Kernbohrung zu beschädigen, wurde als gering eingeschätzt, da laut Bestandsunterlagen das erste und dritte Spannglied in der gleichen Höhe verlaufen. Die Erfahrungen bei der Ortung des ersten und zweiten Spanngliedes haben gezeigt, dass nur sehr geringe Abweichungen zu den Bestandsunterlagen zu erwarten sind. Bei den Kernbohrungen wurde aber trotzdem in einer entsprechenden Tiefe des dritten Spanngliedes besonders auf Metallspäne in der Bohrflüssigkeit geachtet, um jede Möglichkeit der Beschädigung des Spanngliedes auszuschließen. Die Plattenbalken wurden im Querschnitt auf einer Länge von ca. 2,30 m mehrmals horizontal durchbohrt. Anschließend wurden die Ankerblöcke vor Ort betoniert und mit Querspanngliedern befestigt. Zum Schluss wurden die externen Längsspannglieder installiert (Bild 14). Die Kontrolle der Betonkerne ergab, dass kein vorhandenes Spannglied im Plattenbalken beschädigt wurde. Die Position der gegenüberliegenden Austritte der Kernbohrung am Plattenbalken differierte weniger als 2 cm von den geplanten Positionen.

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Bild 14. Externes Längsspannglied mit Ankerblock

5 Zusammenfassung und Ausblick Das Risiko der Unterbrechungen von Baumaßnahmen, die im Rahmen einer Ertüchtigung von Spannbetonbrücken durch eine abweichende Spanngliedlage erforderlich werden, kann erheblich verringert werden, wenn die Spanngliedlage vorab mit dem zerstörungsfreien Radar- und Ultraschallverfahren überprüft wird. Zusätzliche Kosten durch Bauverzögerung oder sogar Schäden können dadurch vermieden werden. Die Kosten der zerstörungsfreien Voruntersuchung liegen meistens im unteren einstelligen Prozentbereich der Gesamtkosten für eine Ertüchtigungsmaßnahme. Trotz zerstörungsfreier Untersuchung bleibt aber immer ein Restrisiko, die Spannbewehrung nicht vollständig erfasst zu haben. Aus diesem Grund ist es notwendig, trotz zerstörungsfreier Untersuchung alle Maßnahmen zu ergreifen, damit die Kernbohrung so durchgeführt werden kann, dass eine Beschädigung verhindert wird. Dieses Restrisiko kann durch gezielte Suchbohrungen mit einer Schlagbohrmaschine oder durch die Kontrolle der Bohrflüssigkeit der Kernbohrung auf Metallspäne weiter verringert werden. Eine abgestimmte Vorgehensweise bei der zerstörungsfreien Ortung von Spanngliedern ist Grundlage für die erfolgreiche Durchführung und muss deshalb gut mit den Randbedingungen für die ZfP-Untersuchung bzw. mit der Planung der Ertüchti-

gungsmaßnahme abgestimmt werden. Wird dies während der Planungsphase gemacht, kann unter Umständen auch der Umfang einer ZfP-Untersuchung reduziert werden. Auch können Kosten bei der Ertüchtigung gespart werden, wenn sich z. B. Konstruktionen umsetzen lassen, die ohne genaue Kenntnis des Spanngliedverlaufes nicht möglich wären.

Danksagung

Dank gilt besonders Herrn Lipski vom Amt für Straßen und Verkehr (ASV) der Freien Hansestadt Bremen für die Beauftragung der Untersuchung, sowie Herrn Boris Milmann von der BAM für die Unterstützung bei der Auswertung der Ultraschalldaten. Literatur [1] Naumann, J.: Brücken und Schwerverkehr – wo sind die Grenzen? Bauingenieur Band 82 (2007), S. 326–332. [2] Naumann, J.: Brücken und Schwerverkehr – Strategie zur Ertüchtigung des Brückenbestandes in Bundesfernstraßen. Bauingenieur Band 85 (2010), S. 210–216. [3] Naumann, J.: Brücken und Schwerverkehr – eine Bestandsaufnahme. Bauingenieur Band 85 (2010), S. 1–9. [4] Marzahn, G.: Zur Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie). Beton- und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 11, S. 730–735. [5] Ponzel, U.; Grebe, B.; Eisler, R.: Verstärken von Spannbetonbrücken mit externen Spanngliedern. Supplement: Beton- und Stahlbetonbau Spezial


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2005: Erhaltung, Verstärkung, Instandsetzung, Juli 2005, S. 57–61. [6] Haveresch, K.: Nachrechnen und Verstärken älterer Spannbetonbrücken. Beton- und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 2, S. 89–102. doi: 10.1002/ best.201000085. [7] Kind, Th.; Feistkorn, S.; Trela, Ch. und Wöstmann, J., Impulsradar für schadensfreie Kernbohrungen an Spannbetonbrücken. Betonund Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 12, S. 876–881. [8] Streicher, D.; Kohl, C.; Wiggenhauser H. und Taffe A.: Automatisierte zerstörungsfreie Zustandsuntersuchungen von Brückenbauwerken. Beton- und Stahlbetonbau 101 (2006), Heft 5, S. 330–342. [9] Taffe A.; Kind, Th.; Stoppel, M. und Kurz, J.: Bauwerkscanner zur automatisierten und kombinierten Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen. Beton- und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 4, S. 267–276.

Dipl.-Ing. Thomas Kind thomas.kind@bam.de

Dipl.-Ing. Jens Wöstmann jens.wöstmann @bam.de

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Fachbereich 8.2 Zerstörungsfreie Schadensdiagnose und Umweltmessverfahren Unter den Eichen 87 12205 Berlin

Aktuelles Autobahn als ÖPP in Dänemark Eine 26 km lange vierspurige Autobahn M51 wird künftig Kliplev und Sønderborg im südlichen Jütland, rund 15 km von der deutsch-dänischen Grenze entfernt, miteinander verbinden. Das ÖPPProjekt umfasst insgesamt 72 Brücken und Passagen, davon 11 vorgespannte Rahmenbauwerke, 30 Unterführungen sowie 31 kleinere Durchlässe. Für die gesamten Betonarbeiten kommen 9.000 m2 der Trägerschalung Top 50 und mehr als 4.750 Grundrahmen des Traggerüstes Staxo 100 zum Einsatz. Anders als bei regulären Ausschreibungen übernimmt bei einem ÖPP-Projekt – übrigens das erste in Dänemark in Verbindung mit Straßenbauvorhaben – der private Partner, in diesem Fall die Kliplev Motorway Group A/S, mehr Projektverantwortung und Risiken. Neben der Errichtung liegen auch Planung, Betrieb und Finanzierung beim Betreiber. Dies soll das Privatunternehmen zu gesamtwirtschaftlich optimiertem Denken und Handeln anregen. Der Großteil der Brücken basiert auf einem einfachen Rahmenbrückenkonzept, um eine statisch günstige Konstruktion zu erreichen. Die Brückentypen weisen minimale Ausrüstung auf, u. a. bei Fugen, Lagern und Abwasserleitungen. Insgesamt sollen die Lebenszykluskosten mit der von der KMG gewählten Technik im Vergleich zu einer typischen dänischen Autobahn um mehr als 40 % sinken.

Der Großteil der Brücken des süddänischen ÖPP-Autobahnprojekts Kliplev-Sønderborg basiert auf einem einfachen Rahmenbrückenkonzept (Foto: Doka)

Die schlaff bewehrten Bauwerke werden in Abschnittslängen von ca. 13,00 m hergestellt. Die innere Schalung schließt unten an einen 20 cm hohen Anfänger an, der ein Absenken der gesamten Innenschalung um 10 cm ermöglicht. Mit diesem Ausschalspiel können nur sechs Mann innerhalb von 20 Stunden die ganze, rund 350 m2 große Einheit über ineinander gleitende Spundwandprofile mit Greifzügen in den nächsten Abschnitt vorziehen und neu einrichten. Das entspricht einer sensationellen Schalzeit von nur 0,34 Std./m2. Insge-

samt sind vier komplette Schalungssätze erforderlich – in Summe 2.500 m2. Die vorgespannten Bauwerke werden in einem Guss betoniert. Hierzu dienen ebenfalls vier Schalsätze mit zusammen 6.600 m2 Fläche. Bei den größten Brücken im Zuge der M51 unterstellen mehr als 5.700 m3 Staxo 100 die Deckenschalungselemente. Die Flügelwände und Kragarme auf den Flügelwänden entstehen anschließend in einem weiteren Betoniertakt. Th.

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Berichte DOI: 10.1002/best.201200006

Jan Akkermann Krzysztof Golonka

Weltstadthaus Peek & Cloppenburg Wien Mögliche Realteilung zur nachhaltigen Gebäudenutzung Beim Neubau eines Kaufhauses in der Wiener Innenstadt wurde bereits im Rohbau eine mögliche Teilung des kompletten Gebäudetragwerks in Einzelbauwerke berücksichtigt. Es werden die Teilungsoptionen sowie die hierfür bereits umgesetzten konstruktiven Maßnahmen beschrieben.

1 Einleitung Das Unternehmen Peek & Cloppenburg verfolgt mit seinen „Weltstadthäusern“ den Anspruch, exklusive Mode in Verbindung mit Weltklassearchitektur zu präsentieren [1]. Beim neusten Haus in der Wiener Innenstadt (Bild 1) ging der britische Architekt Sir David Chipperfield als Sieger aus dem Gestaltungswettbewerb hervor [2]. Andere „Weltstadthäuser“ wurden von nicht minder renommierten Kollegen realisiert, z. B. Renzo Piano in Köln [3, 4], Richard Maier in Düsseldorf und Mannheim, Gottfried

Böhm in Berlin und Wuppertal. Liegenschaften in Zentren von Weltstädten mit gewachsenem Stadtkern in Blockrandbebauung lassen sich heute immer seltener als geschlossener Baukörper realisieren. So entstand 2010–2011 auch das neue „Weltstadthaus“ im 1. Bezirk an der Kärntner Straße mit getrennten Fassadenfronten durch die Umbauung eines denkmalgeschützten Eisenbetongebäudes. Der Grundriss des Kaufhauses (Bild 2), welcher die Baufläche des ehemaligen Finanzministeriums einnimmt, erstreckt sich über 5/6 der Blocklänge an der Kärntner Straße mit direktem Übergang in die Johannesgasse und einer separaten Fassade in der Himmelpfortgasse. Da der Giebel zur Nachbarbebauung nicht in einer Ebene zu realisieren war, entstand ein im Grundriss heterogener Baukörper. Die Nutzung als Modekaufhaus in dieser Qualität setzt eine gewisse Mindestverkaufsfläche voraus. Ziel der Neubauplanung war

Bild 1. Weltstadthaus Peek & Cloppenburg in der Kärntner Straße, Wien

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daher die Schaffung eines, trotz des heterogenen Grundrisses großzügigen und transparenten Innenraumes in den Verkaufsgeschossen. Auch wenn diese Nutzung auf absehbare Zeit verbleiben soll, befinden sich im 21. Jahrhundert innerstädtische Verkaufsstätten im Wandel. Für eine nachhaltige Gebäudeplanung in Verbindung mit ressourcenschonender Nutzungsflexibilität sind daher Tragwerke notwendig, die sich auch über die vorgesehene Nutzungsdauer hinaus als dauerhaft erweisen. Mit einer ggf. später eintretenden Nutzungsänderung und damit verbundenen Flächentrennungen in den Gebäuden könnten auch Änderungen in den Eigentümerverhältnissen einhergehen. Eine komplette Trennung von Liegenschaften setzt hierbei dann baurechtlich immer die Eigenständigkeit der getrennten Tragwerke, die sogenannte „Realteilung“ voraus.

Bild 2. Grundriss und Lageplan Gebäude, Wien, 1. Bezirk

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Im Folgenden werden das Konzept und die konstruktiven Vorabmaßnahmen zur Umsetzung einer Realteilung im Falle einer späteren Gebäudetrennung beschrieben.

2 Architektonische Randbedingungen Der Siegerentwurf von David Chipperfield Architects sah eine sehr reduzierte und geradezu monolithische Formensprache vor. Die natursteinverkleideten Fassaden sind durch ein strenges aber gestalterisch sehr hochwertiges Raster aus Pfosten und horizontal fugenlosen Riegeln gekennzeichnet (Bild 1). Der NatursteinFarbton, ein Hellbeige des für Wien typischen Donaukalks, findet sich auch in der Innengestaltung des Kaufhauses wieder. Zentraler Punkt ist dort das „Atrium“ (Bild 3), in welchem sich das Fahrtreppenauge befindet. „Säulen“ und „Architrave“ des Atriums waren als in Material und Farbe zur Natursteinfassade korrespondierend konzipiert. Aus diesem Grund kamen hier, ebenso wie an Teilen der Fassade, an der Oberfläche sandgestrahlte Stahlbeton-Fertigteile zum Einsatz. Für eine hochwertige und repräsentative Gestaltung der Verkaufsebenen ist eine größtmögliche Transparenz der einzelnen Geschosse notwendig. Für das innere Stützenraster wurde daher bei lichten Raumhöhen von 4,54 m im Erdgeschoss bzw. 3,70 m in den übrigen Geschossen (Gesamtgeschosshöhen: 5,84 m bzw. 5,00 m) eine Spannweite von ca. 12,5 m festgelegt. Die Abstände der pro Geschoss sechs „Atriumsäulen“ betragen 12,5 m bzw. zweimal 9,375 m (Bild 4). Die monolithische Anmutung sowie die transparente Innenraumgestaltung stehen zunächst im Widerspruch zur konstruktiven Durchbildung einer potenziellen Gebäudefuge. Weder Doppelstützen noch jetzt sichtbare Fassaden- oder Deckenfugen waren akzeptabel. Gleichzeitig sollten jedoch die konstruktiven Eingriffe in den Rohbau für den Fall einer Realteilung so gering wie möglich gehalten werden. Die gewählten Konstruktionen ermöglichen eine Berücksichtigung beider Randbedingungen unter gleichzeitiger Verringerung des späteren Eingriffsaufwandes.

Bild 3. „Atrium“ am Fahrtreppenauge (© hiepler, brunier)

Bild 4. Deckentragwerk Regelgeschoss

3 Teilungsoptionen Da zum Planungszeitpunkt und auch bis dato keine exakten Szenarien einer Realteilung vorlagen bzw. -liegen, wurden vier potenzielle Trennungen geplant (Bild 5). Die Szenarien orientieren sich hierbei primär an den später denkbaren Nutzungen im Einzelhandel, wofür Werte für

zusammenhängende Grundflächen und Fassadenfronten einzuhalten sind. Variante 1: Trennung in zwei Bauteile, Achse 4 Hierdurch entstehen zwei Bauwerke, die jeweils durch die bestehenden Stiegenhäuser und Giebelwände ausgesteift werden.

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

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Bild 5. Varianten Gebäudeteilung

Variante 2: Trennung in zwei Bauteile, Achse 6 Es entstehen ebenso zwei Bauwerke, die gleichfalls jeweils durch die bestehenden Stiegenhäuser und Giebelwände ausgesteift werden. Variante 3: Trennung in zwei Bauteile, Achse 5 Hierdurch entstehen wiederum zwei Bauwerke, die jeweils durch die bestehenden Stiegenhäuser und Giebelwände ausgesteift werden. In Achse 5 sind hierfür neue, geteilte Stützen notwendig.

Bild 6. Gründung mit Teilungen

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

Variante 4: Trennung in drei Bauteile Für diesen Fall ist die Schaffung einer Gebäudefuge in Achsen 4 und 6 von Nöten. Gegebenenfalls muss aus brandschutzrechtlichen Gründen bei getrennter Nutzung ein Stiegenhaus ergänzt werden, welches dann gleichzeitig zur Aussteifung des mittleren Bauteils herangezogen werden kann.


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Bild 7. Einbauteile Pfahlkopfbalken für getrennte Stützen

a)

b)

Bild 8. Pfahlkopfbalken an Trennfuge Achse 6 mit Einbauteil: a) vor und b) nach dem Betonieren

Für alle Teilungsszenarien gilt, dass die Tragwerke bis in die Gründung unabhängig gestaltet werden müssen. Da die Herstellung aller für die später ggf. einzelnen Bauteile jeweils notwendigen Aussteifungen in der jetzigen Nutzungsform eine große Beeinträchtigung darstellen würde, wurden entsprechende Ergänzungsoptionen geschaffen.

4 Gründungsteilung Das Gebäude wurde auf dem für die Wiener Innenstadt typischen quartären „Plattelschotter“, einem gut be-

lastbaren Kiessand, gegründet. Aufgrund der durch die großen Spannweiten und einer optionalen Gebäudeaufstockung sehr großen Stützenlasten wurde hierfür eine Tiefgründung in den Wiener Tegel in Form von bis zu 23 m langen Bohrpfählen ∅ 90 cm gewählt. Ferner sind im Trennungsfall die Differenzsetzungen der entstehenden Bauteile zu minimieren. Unter den höchstbelasteten Innenstützen (Achsen 4 und 6) waren jeweils 2 × 3 Bohrpfähle notwendig, die auf die jeweiligen Gebäudeteile verteilt wurden (Bild 6).

Da die aufgehenden Gebäudestützen genau auf der potenziellen Teilungsfuge liegen, ergibt sich im Aufriss ein Versatz zwischen Stützenund Pfahlachse. Das hierdurch entstehende Versatzmoment im Pfahlkopfbalken wurde durch einen Zerrbalken zum nächsten Pfahlkopfbalken (Bilder 6 und 7) zentriert. Für die Einleitung der hoch konzentrierten Stützenlasten (bis zu ca. 2 × 13 MN, charakteristisch) waren Einbauteile aus Stahl mit lastverteilenden Kragen erforderlich (Bilder 7 und 8), die ebenfalls durch die Teilungsfuge von 5 cm getrennt aus-

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Bild 9. Stahlkern-Doppelstütze im Atriumbereich

Bild 10. Stahlkern-Doppelstütze in Stahlbeton-Fertigteilhülse mit Montagehilfe

Bild 11. Stahlbeton-Doppelstütze in Stahlbeton-Fertigteilhülse

Bild 12. Stahlbeton-Doppelstütze in halbseitig betoniertem Stahlbetonunterzug

geführt wurden. Neben der Lasteinleitung in den Beton der Pfahlkopfbalken dienen die Einbauteile zur Endverankerung der zentrierenden Horizontalbewehrung mittels Schraubmuffen. Zur Sicherstellung des Kraftschlusses wurden die Einbauteil-Kopfplatten unterseitig mit Hochleistungsmörtel vergossen. Die Bodenplatte oberhalb der Pfahlkopfbalken wurde zur Vermeidung von Fugen im hochwertigen Fußboden der Verkaufsfläche wie von leichten Setzungsdifferenzen monolithisch er-

stellt und kann im Falle einer Teilung durch Sägeschnitt getrennt werden. Für die im Falle einer Teilung in Achse 5 zu ergänzenden Gebäudestützen wurden hier bereits geteilte Gründungskörper (Pfähle und Pfahlkopfbalken) vorgesehen (Bild 6). Da zur Aussteifungsergänzung im Teilungsfall auch eine Doppelung der in Fassadenebene Kärntner Straße (Achse A) als biegesteifer Rahmen ausgeführten Stützen-Riegel-Konstruktion vorgesehen ist (siehe unten), wurden hier ebenfalls zusätz-

liche Pfahlgründungen vorgesehen (Bild 6).

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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4

5 Teilungen der aufgehenden Konstruktion Um eins der wesentlichen Gestaltungsmerkmale, das monolithisch anmutende Atrium (Bild 3), zu gewährleisten, war in den unteren Geschossen eine aufwendige Kombination aus massiven Stahlstützen und Betonfertigteilen von Nöten. Weder für die Fassade noch für die Atriumstüt-


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a)

b)

Bild 13. a) Raumfuge in Fassadenebene, Rohbau; b) monolithische Natursteinfassde

zen waren sichtbare, potenzielle Gebäudefugen erwünscht. Gleichzeitig sollten die hoch belasteten Innenstützen des Atriums jedoch bereits jetzt teilbar ausgeführt werden. Eine Ausführung in hochfestem Stahlbeton mit potenziellem Sägeschnitt schied aufgrund der nur bedingt mit dem gestalterisch erforderlichen Zuschlag erzielbaren Betonfestigkeiten aus. Es wurde daher in den Geschossen UG bis 2. OG für die Eckstützen des Atriums eine Doppelstütze mit massivem Stahlquerschnitt (2 × 510 mm × 220 mm aus S355) gewählt (Bilder 9 und 10). Am Kopf der Stützenhälften befinden sich Stahlkragen und angeschweißte Schraubmuffen zum Anschluss der mit den Stützen verbundenen Unterzüge. Die Vertikallasten der Unterzüge werden über die Stahlkragen in den Stützenquerschnitt eingeleitet. Zusätzlich sind Kopfbolzen-

dübel zur Lagesicherung und zur Übertragung geringer Torsionsmomente vorhanden. Die Längsbewehrung ∅ 40 mm der sich kreuzenden Unterzüge wird durch die Schraubanschlüsse durch die Stützenköpfe hindurchgeleitet. Die Stahlstützen werden von sandgestrahlten Stahlbeton-Fertigteilhülsen mit 14 cm Wandstärke ummantelt, die gleichzeitig den Brandschutz der Stützen gewährleisten (Bilder 9 und 10). Die Eckstützen des Atriums ab dem 3. OG sowie die Zwischenstützen wurden zweigeteilt als konventionelle Stahlbetonstützen in C50/60 mit Bewehrungsschraubanschlüssen ∅ 30 mm erstellt (Bilder 11 und 12). Die weiteren sich auf der Fuge befindenden Wände und Stützen – insbesondere in der Fassade zur Kärntner Straße – wurden konventionell in Stahlbeton mit einer Fuge von 5 cm

Bild 14. Kopfteil Stahlkern-Doppelstütze in halbseitig betoniertem Stahlbetonunterzug

ausgeführt (Bild 13). Eine integrale Aussteifung des durch Fugen geteilten Gebäudes setzt die Verbindung der einzelnen Decken als geschlossene Geschossscheibe voraus. Hierfür wurden in den entlang der Fugen geteilten Unterzügen Stabspannglieder ∅ 36 mm im Abstand von 3,0 m vorgesehen, deren Vorspannung die Unterzughälften mittels einer in der Fuge liegenden Stahlplatte kraftschlüssig aneinanderpresst (Bilder 14 und 15). Im Falle der Teilung können diese Spannglieder sukzessive gelöst werden. Im Atriumbereich wurden unter die geteilten Stahlbetonunterzüge sandgestrahlte Stahlbeton-Fertigteile gehängt, die unter der Abhangdecke als „Architrave“ herausragen und zusammen mit den Stützenhülsen die Artriumgestaltung bilden (Bilder 3 und 15).

6 Ergänzungsmaßnahmen nach Teilung Je nach Teilungsszenario sind in den getrennten Gebäudeteilen Aussteifungsergänzungen vorzunehmen. In Variante 4 (drei Bauteile) kann hierfür ein zusätzliches Stiegenhaus (Bild 5), dessen Lage variabel ist, herangezogen werden. Im mittleren Bereich des zwischen Achsen 4 und 6 entstehenden Bauteils ist die bereits vorgesehene Gründung zur Schaffung optionaler Fahrtreppenunterfahrten gegenüber der Bodenplatte des UG abgesenkt. Entsprechend können die Wandscheiben des Stiegenhauses auf die Pfahlkopfbalken innerhalb dieser Höhendifferenz ausgewechselt werden. In der Fassadenachse der Kärntner Straße wird die Stahlbeton-Rah-

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J. Akkermann/K. Golonka · Weltstadthaus Peek & Cloppenburg Wien

Bild 15. Unterzüge und Architrave im Atriumbereich

Tabelle 1. Projektbeteiligte Vertretung des Bauherrn

Peek & Cloppenburg KG, Düsseldorf Zentraler Baubereich I

Architektur

David Chipperfield Architects, Berlin

Konstruktive Entwurfsberatung Realteilung, Bautechnische Prüfung, Bauüberwachung

Krebs und Kiefer, Beratende Ingenieure für das Bauwesen GmbH, Karlsruhe

Tragwerksplanung Entwurf und Ausführung, Bauüberwachung

pcd ZT-GmbH, Wien

Generalunternehmer

Porr Projekt und Hochbau Aktiengesellschaft, Wien

Stahlbauarbeiten

Hackl Metallbau GmbH, Hinterbrühl

menkonstruktion durch innenseitig vorgesetzte Rahmen, welche auf der bereits hierfür vorgesehenen Gründung stehen (Bilder 5 und 6), ergänzt. Der Kraftschluss wird in diesem Fall durch eingebohrte und eingeklebte Bewehrung hergestellt. Bei Teilung der Nutzung sind ferner entlang der Gebäudefugen aus Brandschutzgründen Giebelwände zu ergänzen, welche entweder mittels eingeklebter Bewehrungsanschlüsse und Pumpbeton oder Mauerwerk realisierbar sind. Erstere tragen dann auch zur Aussteifung bei.

7 Zusammenfassung Auch wenn mittelfristig die derzeitige Kaufhausnutzung die Gebäudeform prägen wird, wurden zur nachhaltigen Tragwerksnutzung Vorabmaßnahmen für eine mögliche Realteilung durchgeführt. Mittels konstruktiver Maßnahmen konnten hierfür trotz sehr hoher Anforderungen an die architektonische Gestaltung bereits im Zuge des Neubaus potenzielle Ge-

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bäudetrennungen, die in statisch unabhängige Bauteile resultieren, weitgehend vorbereitet werden. Als konstruktiv besonders schwierig hatte sich die Teilung der sehr hoch belasteten Innenstützen, die gleichzeitig Bestandteil des Gestaltungselementes „Atrium“ waren, herausgestellt. Mittels Stahl-Beton-Verbundlösungen konnten gestalterische und funktionale Anforderungen dennoch in Einklang gebracht werden. Abschließend sei die sehr kreative und fruchtbare Zusammenarbeit zwischen dem Bauherrn und seinen Beratern, dem verantwortlichen Tragwerksplaner, dem Architekten und – nicht zuletzt – den ausführenden Firmen hervorgehoben (Tabelle 1), ohne die diese konstruktiv komplexe Lösung nicht hätte realisiert werden können. Literatur [1] http://www.peekcloppenburg.de/ unternehmen/architektur/.100

[2] Peek und Cloppenburg Weltstadthaus Wien, Kärntner Straße, Wien 1, wettbewerbe 32 (2008), Nr. 267/268, S. 42–53. [3] Meyer, J.; Akkermann, J.; Theile, V. und Constantinescu, D.: Weltstadthaus Peek & Cloppenburg, Köln. Beton- und Stahlbetonbau 100 (2005), Heft 9, S. 812–821. [4] Akkermann, J. und Helbig, T.: Ein Flaggschiff in der Kölner Innenstadt – Das neue Weltstadthaus von P & C. Beratende Ingenieure, 11–12/2005, S. 29–32.

Dr.-Ing. Jan Akkermannn Geschäftsführender Gesellschafter akk@ka.kuk.de

Dipl.-Ing. Krzysztof Golonka Projektleiter go@ka.kuk.de Krebs und Kiefer Beratende Ingenieure für das Bauwesen GmbH Karlstraße 46 76133 Karlsruhe


Firmen und Verbände – Persönliches– Rezensionen – Nachrichten Aus dem Inhalt „Gipfeltreffen“ der Betonfertigteilindustrie ..................................... GÜB: Neue Geschäftsführung im Amt .............................................. VQC mit neuem Vorstand .................................................................... 50 Jahre Böger+ Jäckle ...................................................................... Landespreisverleihung Schülerwettbewerb ENERGIEgeladen ... „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ ........................................ Gerhard Sedlacek † ............................................................................. Christian Menn – 85 Jahre .................................................................. Karl Morgen – 60 Jahre .......................................................................

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NACHRICHTEN

„Gipfeltreffen“ der Betonfertigteilindustrie 1.800 Teilnehmer auf den 56. BetonTagen in Ulm Gewohnt eng und familiär ging es auf den BetonTagen in Neu-Ulm zu, die dieses Jahr zum 56. Mal stattfanden. Mehr als 1.800 Teilnehmer aus 20 Nationen hatten sich vom 7.–9. Februar 2012 zum Branchentreff der europäischen Betonfertigteilindustrie im EdwinScharff-Haus eingefunden. Unter dem Motto „Wandel gestalten“ präsentierte sich die Traditionsveranstaltung mit einem hochkarätigen Fachprogramm, namhaften Referenten und einer ausgebuchten Ausstellung. Darüber hinaus gab es wieder zahlreiche Gelegenheiten, um sich auszutauschen, Netzwerke zu knüpfen und zu pflegen.

Dialogplattform der Betonbranche „Als Klammer der Branche“ bezeichnete Harald Sommer, Präsident des Fachverbandes Beton- und Fertigteilwerke Baden-Württemberg e.V. (FBF), in seiner Eröffnungsrede, daher auch die Veranstaltung. Die BetonTage böten nicht nur ein umfangreiches Weiterbildungsangebot, sondern seien auch eine wichtige Kommunikations- und Präsentationsplattform für die Industrie und ihre Marktpartner. Neben der Kernzielgruppe der Beton- und Fertigteilindustrie, waren erneut Vertreter aus der Baustoffbranche, den Verbänden, den Hochschulen und Ausbildungszentren, der Qualitätssicherung und des Prüfwesen anwesend. Nicht fehlen durften auch die branchenrelevanten Zielgruppen wie die Öffentliche Hand, Architektur- und Ingenieurbüros. Den direkten Kontakt zu allen wichtigen Vertretern der Zulieferindustrie bot die kongressbegleitende Informationsausstellung. Und auch der europäische Betonfertigteilverband ließ es sich nicht nehmen, im Vorfeld der Veranstaltung in Neu-Ulm zu tagen. Positiv äußerte sich der Präsident des FBF auch zur zukünftigen Wirtschaftslage. Der Trend zu sicheren Investitionen

in Sachwerte wie Immobilien, die aktuellen Auftragsbestände und Genehmigungszahlen ließen zumindest im Hochbau auf eine stabile Entwicklung hoffen. Allerdings dürfe sich die Betonfertigteilbranche nicht auf den Mengenzuwächsen ausruhen, sondern müsse durch innovative, zukunftsfähige Produkte überzeugen.

Nachhaltigkeit mit Beton Wie können wir nachhaltig, ressourcenschonend und langlebig bauen? Diese Frage zog sich wie ein roter Faden auch durch das Fachprogramm. Beginnend mit dem Eröffnungsvortrag von Prof. Dr.Ing. Werner Sobek, der zeigte, was er unter dem Begriff des zukunftsgerichteten nachhaltigen Bauens mit Beton versteht, über Forschungsprojekte zum Gradientenbeton und zu CO2-reduzierten Zementen bis hin zur Vorstellung von Ökobilanzen und Umweltproduktdeklarationen für einzelne Betonbauteile. Auch die Wechselwirkungen zwischen der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung und der Betonindustrie

wurden aufgezeigt und die Rahmenbedingungen für das Bauen mit Betonbauteilen durch die neue europäische Bauproduktenverordnung abgesteckt.

Betonfertigteile im Fokus Das Angebot der produktspezifischen Podien am Nachmittag deckte erneut alle relevanten Segmente der vorgefertigten Betonbauteile ab und reichte von Vorträgen zu Betonwerkstein, Betonprodukten des Straßen-, Landschafts- und Gartenbaus, des Rohrleitungsbaus, über den konstruktiven Betonfertigteilbau bis hin zu Leichtbeton und Kleinkläranlagen. Das Programm für diese Podien hat Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Walther, fachlicher Leiter der BetonTage, wie gewohnt in Zusammenarbeit mit den einschlägigen Fachorganisationen, erstellt. Die rechtlichen Schadensfälle wurden erstmals nicht separat behandelt, sondern direkt in den einzelnen Podien diskutiert. Dabei wurden die technischen Expertisen der Gutachter jeweils durch eine rechtliche Bewertung des erfahrenen Juristen Prof. Dr. Gerd Motzke ergänzt.

Die diesjährigen BetonTage in Ulm fanden unter dem Motto „Wandel gestalten“ statt. Foto: 56. BetonTage (© photodesign_buhl)

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell Parallel zu den BetonTagen fand erstmals ein Praktiker-Workshop an der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule in Ulm statt. Das Schulungsangebot für Werkleiter und Produktionsverantwortliche von Betonfertigteilwerken widmete sich Themen wie farbige und ultrahochfeste Betone sowie Betonkosmetik und wurde durch praktische Vorführungen ergänzt. Im Anschluss an den Workshop nutzten viele der Teilnehmer die Möglichkeit, noch die Ausstellung der BetonTage zu besuchen.

Lobbyarbeit für Beton Spezielle Podien für die Marktpartner der Branche gab es wieder am dritten Kongresstag. Mehr als 260 Architekten besuchten das Podium „Beton in der Architektur“, das Gerhard Wittfeld, kadawittfeldarchitektur, Aachen, eröffnete. Sein Credo: Gebäude stehen im Dienste des Nutzers und Betrachters und erfordern daher maßgeschneiderte Raumstrategien. Dies sei jedoch nur durch den intensiven Austausch mit den Auftraggebern möglich. Für eine engere interdisziplinäre Zusammenarbeit von Architekt und Ingenieur plädierte auch Prof. Dr.Ing. Josef Hegger von der RWTH Aachen. Nur so sei es möglich, innovative Baustoffe in anspruchsvolle Architektur umzusetzen. Vertreter namhafter Büros stellten anschließend ihre, größtenteils mit dem Architekturpreis Beton ausgezeichneten, Projekte vor. Gut besucht war auch das gemeinsame Podium mit dem Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein E. V., das sich insbesondere an Bauunternehmer richtete und die Themen Sichtbeton, Betonkosmetik sowie Weiße Dächer und Decken im Fokus hatte. Leicht gewachsen ist die Teilnehmergruppe der Tragwerksplaner aus Ingenieurbüros. Diese besuchten die BetonTage nicht nur am Tag der Marktpartner, sondern fanden auch an den beiden anderen Kongresstagen Gefallen am Programm. Im Mittelpunkt der diesjährigen Veranstaltung am Donnerstag stand die Einführung des Eurocode 2 mit seinem Nationalen Anhang und deren Auswirkungen auf die tägliche Arbeitspraxis.

BetonTage 2013 „Eine sehr gelungene Veranstaltung“, „Das technische Niveau des Programms hat sich gegenüber letztem Jahr nochmals gesteigert“, „Der Besuch hat sich gelohnt“ so das Fazit vieler Teilnehmer. Falls auch Sie nächstes Mal dabei sein möchten: Die nächsten BetonTage finden vom 5.–7. Februar 2013 statt.

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NACHRICHTEN

GÜB: Neue Geschäftsführung im Amt Zum 1. Januar 2012 hat Dipl.-Betriebswirtin Anja Muschelknautz die Geschäftsführung der Gemeinschaft für Überwachung im Bauwesen E.V. (GÜB), Berlin, übernommen. Sie folgt auf Dr.Ing. Lars Meyer, der die Geschäftsführung zehn Jahre innehatte und zum 1. April 2012 in den Beirat des Vereins wechseln wird. Frau Muschelknautz verantwortet darüber hinaus weiterhin die Bereiche Kommunikation und Veranstaltungen des Schwestervereins Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. (DBV), Berlin. Bevor sie am 1. Juli 2011 zum DBV wechselte, war sie als Organisationsleiterin der BetonTage tätig und übernahm im April 2010 die Geschäftsführung des Bundesverband Betonbauteile Deutschland e.V. Die GÜB überwacht jährlich mehr als 3.000 Vorhaben im Bereich Betonbau und Instandsetzung von Betonbauwerken. Der Verein zählt mehr als 400 Mitglieder, die von insgesamt 24 Mitarbei-

Dipl.-Betriebswirtin Anja Muschelknautz (Foto: Andreas Lander)

tern, davon elf Überwachungsbeauftragte in sieben Regionalbüros, deutschlandweit betreut werden.

NACHRICHTEN

VQC mit neuem Vorstand

Der neue VQC-Vorstand (v.l.): Helge Schröder, Udo Schimacher-Ritz, Marcel Quent (Quelle: Verein zur Qualitäts-Controlle am Bau e. V. (VQC))

Der Verein zur Qualitäts-Controlle am Bau e.V. (VQC) hat im Rahmen seiner Mitgliederversammlung einen neuen Vorstand gewählt. Nach Ausscheiden des langjährigen Amtsinhabers, Rüdiger Damm, wurde Udo Schumacher-Ritz einstimmig zum Vorsitzenden des Vorstandes gewählt. Ebenso einstimmig erfolgte die Wahl von Helge Schröder in den Vorstand. Rüdiger Damm wurde aus

dem Vorstand verabschiedet und zum ersten Kurator des VQC ernannt. Der Verein zur Qualitäts-Controlle am Bau e.V. hat 132 Mitglieder und gehört mit mehr als 4.500 Baustellen-Begehungen pro Jahr zu einer der großen Bausachverständigen-Organisationen in Deutschland.


Beton- und Stahlbetonbau aktuell NACHRICHTEN

Unterfinanzierung der Infrastruktur gefährdet den Wirtschaftsstandort Deutschland Verband Beratender Ingenieure VBI fordert Umdenken der Bundesregierung – zusätzliche Mittel in Höhe von 1,5 Mrd. Euro jährlich gefordert „Marode Brücken, endlose Staus, von Schlaglöchern übersähte Straßen und Verkehrsprojekte, die nicht vorankommen: So sieht die Realität unserer Verkehrsinfrastruktur derzeit aus. Dieser Zustand ist kein Zufall, denn die Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur sind chronisch unterfinanziert. Von den für den Erhalt eines leistungsfähigen Verkehrsnetzes empfohlenen 12 Mrd. Euro, die jährlich in die Bundesverkehrswege fließen sollten, stellt das Bundesverkehrsministerium in diesem Jahr lediglich 10,52 Mrd. Euro zur Verfügung. Das ist zu wenig!“ Dies sagte Jörg Thiele, Vizepräsident des Verbandes Beratender Ingenieure, im Vorfeld der

Verleihung des Deutschen Brückenbaupreises am 12. März in Dresden. Die Aufstockung der Mittel gegenüber dem Vorjahreshaushalt sei nicht ausreichend, denn es ginge angesichts des prognostizierten Verkehrswachstums von +71 % im Güterverkehr und +17,9% im Personenverkehr von 2004 bis 2025 jetzt darum, zukunftsgerichtete Entscheidungen zu treffen. „Mit der jetzigen Infrastrukturpolitik leben wir weiterhin auf Kosten nächster Generationen, die die Folgen heutiger Investitionszurückhaltung ausbaden müssen. Während in den meisten europäischen Staaten die Investitionen in Straßen teils erheblich anstiegen, gingen die Aufwendungen in Deutschland im Zeitraum 2005 bis 2009 gegenüber 2000 bis 2004 zurück. So können wir den Wirtschaftsstandort Deutschland auf Dauer nicht sichern“, so

Thiele. Der VBI fordert daher dringend einen Politikwechsel in der Infrastrukturfrage: „Die Bundesregierung muss die Infrastrukturentwicklung dringend in den Fokus rücken und die Unterfinanzierung mit Aufstockung der erforderlichen Mindestmittel um 1,5 Mrd. Euro beenden. Zudem benötigen wir ein Gesamtkonzept auf Basis stetiger Volumina von 12 Mrd. Euro jährlich, das Prioritäten im Erhalt und der Neuentwicklung von Verkehrsstraßen setzt. Nicht jedes geplante Vorhaben dient dem gemeinsamen Ziel, das Volksvermögen durch eine leistungsfähige Infrastruktur zu mehren. Hier müssen wir die wirklich wichtigen Projekte vorantreiben“, sagte der VBIVizepräsident.

NACHRICHTEN

50 Jahre Böger+Jäckle: Aus kleinsten Anfängen zu einem der größten unabhängigen Ingenieurbüros Schleswig-Holsteins Ende des Jahres 2011 konnte die Böger+Jäckle Beratende Ingenieure GmbH in Henstedt-Ulzburg ihr 50jähriges Bestehen feiern. Das Büro wurde Ende 1961 von den Diplom-Ingenieuren Hajo Böger und Hermann Jäckle in Ulzburg am nördlichen Rand von Hamburg gegründet, und es hat sich aus kleinsten Anfängen zu einem der größten unabhängigen Ingenieurbüros in SchleswigHolstein entwickelt. Das mit der Planung von Bauwerken für die öffentliche Infrastruktur – vorzugsweise von Brücken, Tunnel und für den Küstenschutz – befasste Ingenieurunternehmen beschäftigt achtzig Mitarbeiter und wird seit Anfang der 1990er-Jahre von Klaus Domröse und Harald-Peter Hartmann geführt. Als unabhängige Planer, Bauleiter oder als Prüfingenieure haben die sechzig Ingenieure von Böger+Jäckle in den vergangenen fünfzig Jahren an fast allen großen verkehrsplanerischen und raumordnenden Bauprojekten in Schleswig-Holstein mitgewirkt, beispielsweise an der Gablenzbrücke in Kiel, an der westlichen Elbquerung und am Rückund Neubau der Störbrücke (Bild 1) in Itzehoe. Aus Anlass des Jubiläums haben Böger+Jäckle eine Chronik herausgegeben, in der die Verkehrsentwicklung des Landes am Beispiel der Geschichte die-

Bild 1. Ersatzneubau der Störbrücke im Zuge der B5/B204 – BAB A23 in Itzehoe (1998/seit 2006)

ses Büros beschrieben und aus der Sicht der beteiligten Planer fachkundig kommentiert wird. In einem ganz normalen Reihenhaus haben Hajo Böger und Hermann Jäckle

damals ihr Ingenieurbüro gegründet. Ihre Startchancen waren in doppelter Hinsicht gut: Sie hatten nach dem Studium des Bauingenieurwesens an den Technischen Universitäten in Hannover beziehungsweise Karlsruhe erste beruf-

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell liche praktische Erfahrungen im Ingenieurbüro von Dr.-Ing. Hellmut Homberg in Hagen in Westfalen gesammelt, einem der damals renommiertesten Ingenieurbüros in Deutschland, und sie starteten ihre selbstständige Tätigkeit als freiberufliche Beratende Ingenieure in einem Bundesland, das damals zu jenen Regionen in Deutschland gehörte, die wegen des stark anschwellenden WestOst-Transitverkehrs unmittelbaren verkehrstechnischen Handlungsbedarf aufwiesen. Von der Verlegung der Bundesstraße 5 von Krupunder über Pinneberg bis nach Quickborn Anfang bis Mitte der 1960er-Jahre über die Planung und den Bau der Bundesstraßen 200, 207 und 404 bis zur planerischen und bauleitenden Beteiligung am Bau der Autobahn von Hamburg nach Kiel, waren Böger+Jäckle nach eigenen Angaben an wohl allen großen Verkehrsprojekten der letzten 50 Jahre in Schleswig-Holstein beteiligt. Gleichzeitig wurden ihre reichen Erfahrungen als Ingenieure und Bauleiter für die Planung und Errichtung zahlloser Bauwerke des Küstenschutzes genutzt. Kaum ein Ingenieurbauwerk an der Unterelbe zwischen Hamburg und Neufeld wurde, so schreibt das Unternehmen heute, ohne die Mitarbeit von Böger+Jäckle errichtet. Zurzeit wirkt das Büro bei den großen Küstenschutzmaßnahmen an der Unterelbe und in Dahme an der Ostsee mit. Das Hochwasser von 2010 haben die Lauenburger Bürger Dank der von Böger+Jäckle errichteten

Hochwasserschutzbauwerke genauso ohne Schaden überstanden wie die Menschen in Geesthacht, wo der Hochwasserschutz am Oberen und Unteren Schleusenkanal oder wie die in Glücksburg, wo die Deicherhöhung von 2009 dem Blanken Hans erfolgreich trutzt. Neben den zahllosen Bauten für die Infrastruktur Schleswig-Holsteins haben Böger+Jäckle aber auch bundesweit – beispielsweise für die Brücken der Rhönautobahn nach Fulda oder für die 4. Röhre des Elbtunnels in Hamburg – und für große Projekte im Ausland geplant – zum Beispiel im Iran, noch zu Zeiten des Schahs, eine Reparaturwerft und einen Hafen, oder Brücken für Nigeria (die aber nie gebaut wurden, weil politische Unruhen ausbrachen), oder für die Erweiterung der U-Bahn in Singapur. In jüngerer Zeit kamen dann noch bedeutende Planungs- und Bauleitungsaufgaben für den Industriebau oder für Kernkraftwerke hinzu, vor allem für die Ertüchtigung des Kernkraftwerks Brunsbüttel. Der Schwerpunkt der Tätigkeit von Böger+Jäckle lag immer auf dem Gebiet des konstruktiven Ingenieurbaus. Brücken, Tunnel, Untergrundbahnen, Lärmschutzanlagen, Schiffsanleger, Kaianlagen, Hochwasserschutzbauten, Hafen- und Werftanlagen, Fabrikanlagen, Kraftwerke, Geschäfts- und Verwaltungsgebäude, Schulen und Sporthallen sind unter der Mitwirkung von Böger+Jäckle entstanden.

Dass Ingenieure aber nicht nur in Betongrau und Stahlblau, sondern auch in Grün planen können, das haben Böger+Jäckle schließlich noch in den vergangenen zwanzig Jahren bei zahlreichen Projekten des Landschaftsschutzes, der Landschaftspflege, der Rekultivierung und der Pflege öffentlichen Grüns in Parks und Schlossgärten bewiesen, auch im Osten Deutschlands, wo das Unternehmen nach der Wende in Leipzig, Wismar, Dessau und Chemnitz Zweigbüros eröffnet hat. „Eine etwas andere Chronik“ haben Böger+Jäckle ein Büchlein über die Geschichte ihres Büros betitelt, das anlässlich des 50jährigen Jubiläums von jenem Mitarbeiter geschrieben worden ist, Dipl.-Ing. Wolf-Dietrich Karras, der diese Geschichte miterlebt und mitgestaltet hat. Diese Chronik ist aber nicht nur eine Geschichte der Ingenieurgruppe Böger+Jäckle, sondern auch gleichzeitig eine kurzweilige, kundig kommentierte Geschichte der Entwicklung des Verkehrs in Schleswig-Holsteins überhaupt – aus der Sicht und mit dem Wissen eines Ingenieurs geschrieben, der sich ein ganzes berufliches Leben lang mit dieser Entwickluntg beschäftigt hat. Das Büchlein kann als PDF-Datei auf der Website des Ingenieurbüros Böger+Jäckle kostenfrei downgeloadet werden unter www.boeger-jaeckle.de

NACHRICHTEN

Landespreisverleihung Schülerwettbewerb ENERGIEgeladen Mit Wasserkraft zum Landessieg: Schüler aus Holzgerlingen und Dietenheim auf Platz 1 Die Landessieger des Schülerwettbewerbs „ENERGIEgeladen“ der Ingenieurkammer Baden-Württemberg stehen fest. Vor rund 1.300 Schülern und Gästen aus allen Landesteilen vergab Kultusstaatssekretär Frank Mentrup MdL am Freitag, 2. März in der Stuttgarter Carl-Benz-Arena zweimal fünfzehn Preise sowie sechs Sonderpreise. Die beiden ersten Plätze belegen Schulen aus Holzgerlingen und Dietenheim: In der Alterskategorie bis Klassenstufe 8 das Schönbuch-Gymnasium Holzgerlingen mit dem Modell „Zwölf Zwerge“ und die Werkrealschule DietenheimIllerrieden mit ihrem Wasserrad „Modell 1“ in der Kategorie ab Klasse 9. Aufgabe war es, Wasserräder zu entwerfen und zu konstruieren. Schirmherrin ist Kultusministerin Gabriele WarminskiLeitheußer. Landesweit nahmen rund 2.000 Schülerinnen und Schüler aus

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111 Schulen teil. Sie reichten 639 Modelle ein.“„Damit ist unser Land im Bundesvergleich der Teilnahme wieder mit Abstand Spitze“ sagt Kammerpräsident Dipl.-Ing. Rainer Wulle. „Wir freuen uns, dass unser Ansatz, mit einem Schülerwettbewerb für den Ingenieurberuf zu begeistern, so gut ankommt. So können wir schon früh das Interesse für die mathematisch-naturwissenschaftlichen und technischen Fächer wecken, die so genannten MINT-Fächer“, ergänzt er. „Langfristig wirken wir damit dem aktuellen Fachkräftemangel in den technischen Berufen entgegen“. Die siebenköpfige Jury aus Professoren, Ingenieuren und einem Vertreter des Kultusministeriums Baden-Württemberg lobte beim Modell „Zwölf Zwerge“ die „fröhliche Frische“ der Gestaltung und dass die Verfasser offensichtlich auch über Nachhaltigkeit nachgedacht hätten:

„Die drehbar gelagerten und mit einem Anschlag versehenen Schöpfeimer des Wasserrads bestehen aus recycelten Joghurtbechern, die sich über eine Drehbewegung selbst wieder entleeren“, berichtet Juryvorsitzender und erster Kammervizepräsident Prof. Dr.-Ing. Stephan Engelsmann. Das Dietenheimer „Modell 1“ der Alterskategorie ab Klasse 9 besteche sowohl durch Funktionalität als auch durch handwerkliche Konstruktion, Proportion und Ästhetik. Engelsmann ergänzt: „Die energetisch optimale Ausnutzung der anstehenden Wasserkraft hat zudem die höchste Leistung im Funktionstest erbracht“. Außerdem vergab die Jury fünf Sonderpreise für Konstruktionsdesign und Recycling-Gedanken, technische Innovation im Bereich der Schaufelform, besondere Modellbauqualität und besonderes


Beton- und Stahlbetonbau aktuell Design sowie technische Innovation im Bereich der Lagerung. Einen speziellen „Schulpreis für Inklusion im Unterricht“ erhielt die Gewerbliche Schule Schwäbisch Hall, deren Auszubildende vier von acht eingereichten Modellen gemeinsam mit geistig und mehrfach behinderten Schülern der Sonnenhofschule Schwäbisch Hall erarbeitet hatten. Die ersten drei Siegermodelle der beiden Alterskategorien nehmen zusätzlich am Bundeswettbewerb „ENERGIEGELADEN“ 2011/2012 teil. Dort messen sich die Baden-Württemberger mit den Besten der anderen teilnehmenden Länder Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland und Sachsen-Anhalt. Bei der Gesamtpreisver-

leihung am 20. April in Wiesbaden gibt es Preisgelder von insgesamt 3.000 Euro. Schirmherrin des länderübergreifenden Wettbewerbs ist Prof. Dr. Annette Schavan, Bundesministerin für Bildung und Forschung. Die Jury Baden-Württemberg Dr.-Ing. Frank Breinlinger (Beratender Ingenieur, Prüf-Ing. für Baustatik/Landesverbandsvorsitzender VPI); Prof. Dr.Ing. Stephan Engelsmann (1. Vizepräsident INGBW, Professor Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre Staatliche Akademie der Bildenden Künste Stuttgart); Dr.-Ing. Dr. techn. Andreas Hutarew (Beratender Ingenieur, Vorstandsmitglied INGBW, u. a. internatio-

nal tätiger Wasserbau-Ing.); Dipl.-Ing. Klemens Kauppert (Beratender Ingenieur, Gebiet Wasserbau, Wasserwirtschaft, regenerative Energien); Prof. Dr.Ing. Klaus-Peter Meßmer (Vorstandsmitglied INGBW, Professor Technische Mechanik und Baustatik Hochschule Konstanz); Dipl.-Ing. Andreas Nußbaum (Beratender Ingenieur, Gebiet Siedlungswasserwirtschaft, Wasserbau, techn. Umweltschutz); Dipl.-Ing. Felix Winkler (Vertreter des Ministeriums für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg)

Mehr Informationen unter: www.ingbw.de/voranbringen/nachwuchs foerderung/energiegeladen-1112.html

NACHRICHTEN

„Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ Staatssekretär Dr. Bernhard Heitzer verleiht Preise im Wettbewerb Kluge Köpfe aus der Baubranche waren vom RKW Kompetenzzentrum gefordert, innovative und praxisnahe IT-Lösungen für die Baubranche zu entwickeln. Auf der Fachmesse bautec wurden nun die Gewinner des diesjährigen Wettbewerbs „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ ausgezeichnet. Unter dem Motto „Bauwirtschaft innovativ – Von neuen Ideen profitieren“ überreichte Dr. Bernhard Heitzer, Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, die Urkunden und Preise. Die Ergebnisse des Wettbewerbs können sich sehen lassen: Die Arbeiten zeigen, dass der Bau eine High-Tech-Branche ist, die mit mo-

dernster Technik und kreativen Köpfen Spitzenleistungen erbringt. Die Preisverleihung bildete den Schlusspunkt der Veranstaltung „Digitales Planen, Bauen und Betreiben“ – eine vom RKW Kompetenzzentrum veranstaltete Fachtagung im Rahmen der bautec 2012. Vorab präsentierten Baupraktiker Praxisbeispiele für IT-Anwendungen im Baumittelstand und Handwerk.

Umwelt sowie der Messe München ausgelobte Wettbewerb fand bereits zum elften Mal in Folge statt. Er wird von zahlreichen namhaften Unternehmen gefördert. Im Wettbewerb können Auszubildende, Studierende und Beschäftigte ihre Kreativität und Innovationsfähigkeit unter Beweis stellen und zukunftsfähige und praxisrelevante IT-Lösungen für den Baubereich entwickeln.

Der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie zusammen mit dem Hauptverband der Deutschen Bauindustrie, dem Zentralverband des Deutschen Baugewerbes, der IG Bauen-Agrar-

Weitere Informationen zum Wettbewerb und Kurzfassungen der prämierten Arbeiten unter www.aufitgebaut.de.

NACHRICHTEN

Erweiterter VBI-Leitfaden „Oberflächennahe Geothermie“ erschienen Verband Beratender Ingenieure VBI legt wichtige Arbeitshilfe für Ingenieure und Architekten vor – Schnittstelle zwischen Anlage im Boden und oberirdischem Teil genau definiert. Gerade vor dem Hintergrund der Energiewende bleibt das Thema Geothermie brandaktuell. Daher hat der Verband Beratender Ingenieure VBI seinen Leitfaden „Oberflächennahe Geothermie“ in dritter überarbeiteter Fassung nun deutlich erweitert. Ein interdisziplinär zusammengesetztes Autorenteam aus dem gleichnamigen VBI-Arbeitskreis hat eine verständliche Handlungsanleitung für Ingenieure, Architekten, Planer und Auftraggeber erarbeitet. Das Zusammenwirken von Fachleuten aller beteiligten Disziplinen im Planungs-

prozess und die sinnvolle Vernetzung ihrer Arbeit stehen im Mittelpunkt des Leitfadens. Zudem werden die am Markt bereits etablierten Systeme und Technologien wie Sonden mit Zirkulationspumpen, Sonden mit Phasenwechsel, erdberührte Betonbauteile und Brunnenanlagen vorgestellt. Der VBI-Leitfaden definiert die Schnittstelle zwischen der Anlage im Boden und dem oberirdischen Teil. Unterschieden wird im Leitfaden konsequent zwischen Technischer Baugrundausrüstung (TBA) und Technischer Gebäudeausrüstung (TGA). Neu behandelte Aspekte der dritten Auflage sind Tunnel, Verkehrsflächen, Bergwerke und Abwasser.

lagenermittlung und Vorplanung, Bemessung und Auslegung, Projektablauf, Qualitätssicherung und Dokumentation, Genehmigungsfragen und Umweltaspekte, Honorierung, Haftung und Mängelansprüche. Die rund 100 Seiten starke Broschüre kostet 13 Euro. VBI-Mitglieder erhalten Band 18 (3. Auflage) der VBI-Schriftenreihe zum Sonderpreis von 7,50 Euro je Exemplar. Alle Preise verstehen sich zuzüglich Versandkosten. Bestelladresse: VBI Service- und Verlagsgesellschaft, Budapester Straße 31, 10787 Berlin, E-Mail: versand@vbi.de, Fax: 030/26062-100 oder www.vbi.de.

Die Kapitel im einzelnen: Systeme und Technologien, Geothermische Grund-

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell PERSÖNLICHES

Gerhard Sedlacek † Seine praktische Tätigkeit begann Dr.-Ing. Gerhard Sedlacek im Jahre 1969 als „Konstrukteur und Statiker“ im Brückenbau der Firma MAN in Gustavsburg und stieg dort rasch auf. Von 1971 bis 1976 war er Abteilungsleiter in der Hauptabteilung Brückenbau der Firma Krupp Industrie- und Stahlbau in Rheinhausen.

Gerhard Sedlacek

Am 1. Februar 2012 ist Herr Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. h.c. Gerhard Sedlacek, ehemaliger Ordinarius für Stahlbau der RWTH Aachen, im Alter von 72 Jahren verstorben. Die Fachwelt und sein großer Freundeskreis trauern mit der Familie um einen großartigen Menschen, einen verlässlichen Freund, einen herausragenden Wissenschaftler und einen begnadeten Ingenieur. Wir werden ihm ein ehrendes Andenken bewahren. Gerhard Sedlacek wurde in Rheinhausen in Nordrhein-Westfalen geboren, ist dort aufgewachsen und zur Schule gegangen; sein Abitur machte er 1959 am Friedrich-Krupp-Gymnasium in Duisburg. Selbstverständlich hat dieses Umfeld den späteren Stahlbauer nachhaltig geprägt. Nach dem Abitur studierte Sedlacek an der Universität (TH) Karlsruhe Bauingenieurwesen und legte dort im Jahre 1964 die Diplomprüfung in der Vertieferrichtung „Konstruktiver Ingenieurbau“ ab. Seine Lehrer waren so namhafte Professoren wie Steinhardt und Franz. Während der folgenden fünf Jahre arbeitete er als Wissenschaftlicher Assistent bei Professor Roik am Institut für Stahlbau der Technischen Universität Berlin und promovierte dort im Jahre 1968 mit dem Thema „Systematische Darstellung des Biege- und Verdrehvorganges für prismatische Stäbe mit dünnwandigem Querschnitt unter Berücksichtigung der Profilverformung“ zum Doktor-Ingenieur.

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Im Jahre 1976 wurde Gerhard Sedlacek als ordentlicher Professor auf den Lehrstuhl für Stahlbau der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen berufen. Professor Dr.-Ing. Gerhard Sedlacek prägte über Jahrzehnte durch wegweisende wissenschaftliche Arbeiten sein eigentliches Lehrgebiet, den Stahlbau, darüber hinaus aber auch weitere Bereiche des Bauwesens und sogar andere Ingenieurbereiche, etwa den Fahrzeugbau, nachhaltig. So befasste er sich intensiv mit der Entwicklung der Lastannahmen, der Windingenieurtechnik, der Erdbebensicherheit, den Werkstoffen im Bauwesen, dem Konstruktiven Glasbau sowie insbesondere auch neuen Werkstoffen wie Kunststoffe und ultraleichter Werkstoffe und den zugehörigen Anwendungstechniken. Parallel zur Weiterentwicklung seines Lehrstuhls für Stahl- und Leichtmetallbau hat Sedlacek erfolgreich seine beiden Ingenieurbüros in Aachen und Berlin sowie die Errichtung des Zentrums Metallische Bauweisen (ZMB), eines Zusammenschlusses international anerkannter Forschungsstellen, mit allen notwendigen Einrichtungen für Großversuche vorangetrieben. Auch als Emeritus arbeitete er weiter unermüdlich an seiner Hochschule, im ZMB und in seinen beiden Ingenieurbüros. Er war lange Jahre Mitglied der Akademie der Wissenschaften des Landes Nordrhein-Westfalen, des Deutschen Ausschusses für Stahlbau (DASt), vieler Normenausschüsse, Spiegelausschüsse und Koordinierungsausschüsse des DIN sowie des CEN/TC 250 – Eurocodes für den Konstruktiven Ingenieurbau. Mit unerschütterlichem Optimismus unterstützte er Jahre lang den deutschen Vorsitz im TC 250 und trug so ganz maßgeblich zur erfolgreichen Überführung der Europäischen Vornorm dieses

ersten harmonisierten europäischen Regelwerks für den Entwurf, die Bemessung und Berechnung baulicher Anlagen in eine Europäische Norm bei. Unermüdlich setzte er als überzeugter Europäer auf enge Zusammenarbeit mit der Europäischen Kommission, insbesondere mit dem JRC in Ispra, und trug so dazu bei, dass von dort bis zum heutigen Tage eine massive Unterstützung bei der Umsetzung der Eurocodes in den EU-Mitgliedstaaten, deren weiterer Vereinfachung, Vereinheitlichung und Weiterentwicklung sowie deren internationaler Anwendung erfolgt. In mühevoller Detailarbeit und mit der ihm eigenen verbindlichen Beharrlichkeit erreichte er auch die dringend notwendige Abstimmung zwischen den zahllosen europäischen Normen für Bauprodukte und den Eurocodes. Dieses Jahr werden die Eurocodes in Deutschland als technische Baubestimmungen eingeführt. Diesen Erfolg hat er nun nicht mehr erleben dürfen. Gerhard Sedlacek spielte auch in der Europäischen Konvention für Stahlbau (EKS) eine maßgebliche Rolle. Viele Jahre war er Mitglied mehrerer Kommissionen dieser bedeutenden technisch-wissenschaftlichen Vereinigung. Jahrelang hatte er den Vorsitz im TC 1 – Sicherheit und im Technical Management Board. Seit 2007 war er Direktor für den Bereich Europäische Forschung. Wie kein anderer hat Gerhard Sedlacek über Jahrzehnte das Bauen mit Stahl gefördert. Im Jahre 2003 verlieh ihm für seine Verdienste in Forschung und Lehre die Universität Lüttich die Ehrendoktorwürde. Der Deutsche Stahlbau-Verband DSTV hat ihm als Anerkennung für hervorragende Leistungen, die das industrielle Bauen mit Stahl durch die Weiterentwicklung der Technik oder die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit fördern, die „Auszeichnung des Deutschen Stahlbaues 2004“ verliehen. Bei alledem hatten für Professor Sedlacek die Aufgaben als Hochschullehrer in Forschung und Lehre Vorrang. Die Förderung des akademischen Nachwuchses in Aachen war Legende. Dies belegen die eindrucksvolle Zahl hoch qualifizierter Dissertationen, die er betreute, eine Vielzahl von Koreferaten, die er übernahm, sowie die umfangreichen wissenschaftlichen Arbeiten am Lehrstuhl und


Beton- und Stahlbetonbau aktuell im ZMB. Seine Arbeiten sind für die Fachwelt des Stahlbaues und weit darüber hinaus von unschätzbarem Wert und haben zu beachtlichen Fortschritten in vielen Bereichen des Ingenieurwesens beigetragen. Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. h. c. Gerhard Sedlacek war eine außergewöhnliche Persönlichkeit von hohem wissenschaft-

lichem Rang und genoss national und international hohes Ansehen. Er verband Dank seiner überragenden fachlichen Qualifikation, seiner beeindruckenden Allgemeinbildung und erfrischenden menschlichen Kompetenz sowie seiner beflügelnden Motivation und des unermüdlichen Einsatzes auf geradezu einmalige Weise die Belange von Wissenschaft und Praxis.

Gerhard Sedlacek wird uns Vorbild bleiben. Wir sind dankbar dafür, dass wir ein Stück Lebensweg gemeinsam mit ihm gehen durften.

Prof. Dr.-Ing. Horst J. Bossenmayer

PERSÖNLICHES

Der Brückenbauer Christian Menn – 85 Jahre Jurymitglied bei nationalen und internationalen Wettbewerben tätig. Im Jahre 1982 wurde ihm der Fritz Schumacher Preis, F.V.S. in Hamburg verliehen, im Jahre 1989 wurde er zum Ehrenmitglied des SIA ernannt. Im Jahre 1990 erhielt er die Freyssinet-Medaille der FIP, im Jahre 1991 den Bündner Kulturpreis, und im Jahre 1996 wurde ihm die Ehrendoktorwürde der Universität Stuttgart verliehen. Christian Menn

Professor Dr. sc.techn. Dr. Eng. H.c. Christian Menn wurde am 3.3.1927 in Meiringen in der Schweiz geboren. Sein Leben und sein Wirken wurde an dieser Stelle bereits zu seinem 80sten Geburtstag in Heft 7/2007 von Prof. Peter Marti gewürdigt, soll aber auch zum diesjährigen Anlass nochmals kurz aufgezeigt werden. Nach seinem Diplomstudium an der ETH Zürich von 1946–1950 war er von 1951–1953 im Militärdienst und als Ingenieur bei der Elektrowatt und Losinger & Cie AG tätig. Von 1953–1956 war er Assistent an der ETH Zürich bei Prof. Dr. Pierre Lardy, promovierte dort und wurde für seine Doktorarbeit mit der Silbermedaille der ETH Zürich ausgezeichnet. Danach war er von 1956–1957 als Ingenieur bei der Societè Dumez in Paris und in einem Ingenieurbüro in Bern tätig. Nach der Gründung seines eigenen Büros 1957 entwarf, plante und baute er mehr als 80 Brücken bis 1971. Anschließend daran lehrte und forschte er von 1971 bis 1992 als Professor für Baustatik und Konstruktion an der ETH Zürich. Von 1976–1991 war er Präsident der Schweizerischen Normenkommission SIA 162 für Betonbau. Nach seiner Emeritierung war und ist er bis heute als beratender Ingenieur bei vielen internationalen Brückenbauprojekten und als

Christian Menn hat in einem Interview in der Fachzeitschrift für Hoch-/Tief- und Spezialbau „die baustellen“ Nr. 7/8 2010 vier Ziele angegeben, die ein Bauingenieur bei der Ausübung seines Berufes stets vor Augen haben und erreichen sollte: Die größtenteils normativ geregelten Berechnungen der Tragsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit sowie die Wirtschaftlichkeit und die Ästhetik. „Im Bereich des Brückenbaus“ sagte er, „soll immer eine wirtschaftliche Brücke mit guter Ästhetik angestrebt werden“. An einigen wenigen Beispielen soll die Meisterhand des Brückenbauers Christian Menn aufgezeigt werden. Im Jahre 1958 schuf Christian Menn seine erste große Bogenbrücke, die Cestawaldbrücke. Auf dem nach der Stützlinie parabelförmigen Bogen liegt auf den Stützscheiben der Versteifungsträger mit einem Plattenbalkenquerschnitt. Sehr filigran hat Menn die Bogenbrücke Unter Platta mit einem versteiften Stabbogen ausgebildet. Eindrucksvoll sind die Zwillingsbrücken Nanin und Cascella entlang der San Bernardino-Straße. Eine der ersten großen Spannbetonbrücken war die etwa 200 m lange Dreifeldträger-Rheinbrücke Bad Ragaz. Entlang der San Bernardino Südrampe baute Menn die in die karge Berglandschaft gut eingefügte Salvaneibrücke mit etwa 170 m Länge und einem zweizelligen Querschnitt. Die mehr als 1 km lange

Felsenaubrücke war ein Meisterwerk von Christian Menn (Projekt von Christian Menn und Emch+Berger, Bern) mit Spannweiten von 156 m im Aaretal und von 48 m in den Randbereichen. Markant ist die 1980 fertig gestellte Ganterbrücke an der Simplonstraße mit einem S-förmigen Grundriss, einer Länge von 678 m und einer Hauptspannweite von 174 m. Christian Menn hat auch die Brücke über den Charles River, ein Teilstück der Ostumfahrung von Boston, ein Wahrzeichen der Stadt, entworfen. Die mit zehn Fahrspuren sehr breite Schrägkabelbrücke weist eine Hauptspannweite von 227m auf. Diese Brücke fasziniert durch die schlanken symmetrischen Pylonstiele, eine zusätzliche außen geführte Fahrspur und eine raumbildende Anordnung der Schrägkabel. Das Wahrzeichen bei der Umfahrung von Klosters ist die 526 m lange Sunnibergbrücke. Die sehr flache Fahrbahnplatte mit 12,4 m Breite ist an vier leicht nach außen geneigten Pylonen mit sehr flachen Schrägkabeln aufgehängt. Diese Brücke besticht durch ihre strukturierten, funktional sowie ästhetisch gestalteten Querschnittsformen und ergibt ein absolut gelungenes Erscheinungsbild. Für Entwurf, Planung und Realisierung der Sunnibergbrücke erhielt Christian Menn gemeinsam mit dem Büro Bänziger + Köppel + Brändli + Partner aus Chur den vom Verlag Ernst und Sohn ausgelobten deutschen IngenieurbauPreis 2002. Ein begnadeter Brückenbauer, ein äußerst selbstkritischer Bauingenieur und ein aufmerksamer Beobachter des Zeitgeschehens ist Prof. Christian Menn. Persönlich von Herzen und im Namen vieler Bauingenieure sowie der Lehrenden und Forschenden an den Universitäten wünschen wir Christian Menn alles Gute zum 85. Geburtstag und danken ihm für sein Lebenswerk – ad multos annos! Konrad Bergmeister, Wien

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell PERSÖNLICHES

Karl Morgen – einer der ganz Großen im Bauwesen – wird 60 Jahre alt

Karl Morgen

Jeder Leser, der ihn kennt, wird sich fragen, ob es hier nicht ein Missverständnis gibt oder gar ein Fehler passiert ist. In einem Land, in dem Neujahrsansprachen verwechselt werden, kann ja auch eine Laudatio mal verwechselt werden. Denn es ist unglaublich: Karl Morgen mit seiner jugendlichen Erscheinung, der tatsächlich äußerlich und innerlich jung geblieben ist und mit dem man lausbubenhafte Scherze machen möchte, wirkt bei weitem nicht wie jemand, der 60 Jahre alt wird, und doch, seine Geburtsurkunde ist eindeutig. Karl Morgen wurde am 19. März 1952 in Isny im Allgäu geboren. Von 1972 bis 1977 studierte er Bauingenieurwesen an der Technischen Universität Karlsruhe, wobei er nicht nur in der kürzest möglichen Zeit studierte, sondern auch mit dem besten Diplomabschluss, den es bis heute in Karlsruhe gab. Natürlich lautete die Note „mit Auszeichnung“. Dafür hat er sowohl die Tulla-Medaille als auch den BilfingerBerger-Preis bekommen. Seine Dissertation mit dem Thema „Berechnung orthotroper Rechteckplatten nach der nichtlinearen Elastizitätstheorie für beliebige Randbedingungen“ schrieb er anschließend als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Baustatik an der Technischen Universität Karlsruhe bei Prof. Vogel. Auch die Promotion wurde „mit Auszeichnung“ benotet. Anschließend zog es Karl Morgen in die Praxis. So hat er unter anderem in dem großen Büro Lockwood Greene in New York gearbeitet. 1986 begann seine Tätigkeit im Ingenieurbüro Windels Timm Beratende Ingenieure. Schon nach kurzer Zeit wurde er Geschäftsführender Gesellschafter in dem dann umbenannten Büro Windels Timm Morgen. 1990 folgte die Anerkennung als Prüfingenieur für Baustatik, und zwar – dies sei betont – für alle Fachrichtungen.

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Die von ihm bearbeiteten und verantworteten Bauwerke aufzuzählen, ist in diesem Rahmen nicht möglich. Er hat an Bauwerken in der ganzen Welt mitgewirkt, neben Projekten in Deutschland auch in Mosambik, in der Türkei, in Simbabwe, in Griechenland, den USA, Abu Dhabi und Dubai. Besonders herauszuheben ist der Linearbeschleuniger TESLA, ein supraleitender Linearbeschleuniger für TeraElektronenvoltenergie. Dieses Bauwerk besteht im Wesentlichen aus einem etwa 33 km langen Haupttunnel mit einem Durchmesser von 5,3 m mit schleifenförmigen Nebentunneln sowie unter- und oberirdischen Experimentier- und Versorgungshallen. Ein weiteres derartiges wissenschaftsorientiertes Gebäude ist der Neubau eines 3,3 km langen Tunnels für den Röntgenlaser XFEL mit einem Tunneldurchmesser von 4,5 bis 6 m bei einer Überdeckung zwischen 7 und 30 m für das DESY. Ein anderes besonderes Projekt betrifft die Erweiterung des Containerterminals CT4 in Bremerhaven. Hier wurden 1.680 m fugenlose Kaje gebaut. Neben diesen außerordentlich bemerkenswerten neuen Bauwerken beschäftigt er sich auch intensiv mit dem Bauen im Bestand. So hatte er die Verantwortung für die Generalsanierung des denkmalgeschützten Opernhauses in Köln. All seinen Bauvorhaben ist eines gemein: Sie sind alles andere als einfach und erfordern einen unglaublich kreativen Ingenieurverstand, den Karl Morgen ohne jeden Zweifel in hohem Maße besitzt. Da ist es kein Wunder, wenn er aufgrund seiner begeisterungsfähigen Art immer wieder zu Vorträgen eingeladen wird. Dazu kommt eine außerordentlich große Anzahl von nationalen und internationalen Veröffentlichungen. Wenn jemand sehr gut in seinem Fach und dazu mit einer so angenehmen Persönlichkeit gesegnet ist wie Karl Morgen, dann lassen die Anfragen zur Übernahme von Ehrenämtern nicht lange auf sich warten. So ist er Landesvorsitzender der Vereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik in Hamburg bereits seit 1995. Er ist Stellvertretender Vorsitzender in der Studiengesellschaft für unterirdische Verkehrsanlagen e.V. (STUVA), beim Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) und in der Hafentechnischen Gesellschaft e.V. (HTG). Des Weiteren ist er Vorstandsmitglied in zahlreichen weiteren Organisationen, wie z. B. der Hamburgischen Ingenieurkammer Bau, der Bundesvereinigung der Prüfingenieure für Bau-

technik oder dem Architekten- und Ingenieurverein. Er ist Mitglied im Sachverständigenausschuss für Stahlfaserbeton und Mitglied im Lenkungsausschuss der Praxisregeln Bau (PRB). Eine ganz besonders angenehme Zusammenarbeit mit ihm erlebe ich im Rahmen der Tätigkeit des Wissenschaftlichen Beirats der Fachzeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ beim Verlag Ernst & Sohn, dem wir beide angehören. Diese Auflistung der beruflichen Erfolge und Tätigkeiten beschreibt aber nur einen Teil des Lebens und der Persönlichkeit von Karl Morgen. Zu Beginn seines Studiums im Oktober 1973 hat er seine Frau Monika geheiratet. In kurzer Zeit wurden drei Söhne geboren, und heute nehmen die Enkelkinder Marie und Johann immer mehr Zeit in seinem Leben ein. Und da sind dann noch die Hobbys, die viel über Karl Morgen aussagen. Es sind insbesondere die Sportarten Segeln und Skifahren, die ihn begeistern. Ein Höhepunkt war dabei die Teilnahme an der Daimler Chrysler North Atlantic Challange von Newport nach Hamburg im Juni 2003. Heute sind es vor allen Dingen Regatten in der Drachenklasse auf der Alster und bei vielen nationalen und internationalen Regatten, die er zusammen mit seinem Sohn Benjamin durchführt. Und auch beim Skifahren ist es nicht das Langlaufen und die normale Abfahrt, die ihn begeistern, sondern das Heli-Skiing, das er bereits fünfmal in Kanada mitgemacht hat. Und schließlich ist er noch ein begeisterter Opernbesucher, Theater- und Konzertkenner. Wenn man all dies an sich vorüber ziehen lässt, kann man erahnen, wie viel Energie in Karl Morgen vorhanden ist. Wir alle, seine Freunde, Kollegen und Mitarbeiter und ganz besonders die Redaktion „Beton- und Stahlbetonbau“ sowie der Verlag Ernst und Sohn wünschen ihm für die kommenden Jahrzehnte, dass ihm diese Energie erhalten bleiben und dass er sie vor allen Dingen für seine ganz persönlichen Ziele einsetzen möge. Wir wünschen ihm dazu beste Gesundheit, ein hohes Maß an Zufriedenheit und vor allem, dass er seine Lebensfreude, seine Zuversicht und seinen Elan noch lange behalten möge.

Manfred Curbach, Dresden


Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kongresse – Symposien – Seminare – Messen Ort und Termin

Veranstaltung

Auskunft und Anmeldung

Wien 19. und 20. April

Österreichischer Betontag 2012 Forschung & Entwicklung – Projektvorschau Hochbau – Projektvorschau Infrastruktur – Planung & Ausführung im Hochbau – Planung & Ausführung in der Infrastruktur – Umwelttechnik – Hohlraumbau – Süd-Ost & Mittel-Ost Europäische Länder – Planen & Bauen im Ausland

Österreichische Vereinigung für Beton- und Bautechnik ÖVBB www.betontag.info

München-Dornach 20. April Düsseldorf 15. Juni

DBV Arbeitstagung Stahlfaserbeton DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“ – Erläuterungen und Beispiele

Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. Tel.: 030/23 60 96 30 k.mrochen@betonverein.de www.betonverein.de

Feuchtwangen 23. bis 27. April

Lehrgang Bauwerksprüfung nach DIN 1076 In Zusammenarbeit mit dem VFIB und der BauAkademie Feuchtwangen

Ingenieurakademie Bayern www.bayika.de/de/akademie

Wolfsburg 26. April

VDB-Fachtagung 2012 Beton – Entwicklungen und Tendenzen

Verband Deutscher Betoningenieure e.V., Beckum www.betoningenieure.de/ Fachtagung2012/

Bochum 26. April

Fugenabdichtung im Ingenieurbau Einführung, Regelwerke – Bemessung und Beschränkung der Risse bei WU-Bauwerken – Abdichten mit Fugendichtstoffen – Fugenbänder im Verkehrswasserbau – Fugenbänder – Fugenausbildung und -abdichtung bei WU- Bauwerken – Baupraktische Hinweise zur Ausbildung von Fugen in Tunneln

TAW Technische Akademie Wuppertal Tel.: 0202-7495-319 bernhard.stark@taw.de www.taw.de

Hamburg 27. April Düsseldorf 11. Mai Karlsruhe 22. Juni

DBV Arbeitstagung Eurocode 2 für Praktiker Im Rahmen des DIBt-Forschungsprojektes „EC2-Pilotprojekte“ wurde DIN EN 1992-1-1 mit Nationalem Anhang von in der Praxis tätigen Ingenieuren erprobt. In der Arbeitstagung werden mit zwei Anwendern wichtige Hinweise und Beispiele zur Umsetzung der Normung aus erster Hand gegeben: Einführung, Baustoffe, Dauerhaftigkeit – Biegung mit Längskraft und Druckglieder inkl. Aussteifungssystem, Verbundfuge – Querkraft und Durchstanzen – Rissbreiten, Durchbiegung, Bewehrungs- und Konstruktionsregeln

Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.

Stuttgart 3. Mai

Weiße Wannen – richtig beraten, richtig planen, richtig bauen – Besondere Anforderungen an Weiße Wannen mit hochwertiger Nutzung – Dreifachwände (Elementwände) – Chancen und Risiken Weißer Wannen aus Halbfertigteilen – Fugenabdichtung für Weiße Wannen – richtig geplant und fachgerecht ausgeführt – Weiße Dächer und Decken aus WU-Beton – bautechnische Grundlagen und Umsetzung – Schäden an WU-Konstruktion aus Sicht eines Gerichtsgutachters – Mängelhaftung und Gewährleistung nach der VOB/B 2009 – aktuelle juristische Aspekte insbesondere bei Weißen Wannen

Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. Tel.: 030/23 60 96 30 k.mrochen@betonverein.de www.betonverein.de

www.betonverein.de

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Ort und Termin

Veranstaltung

Auskunft und Anmeldung

Ostfildern 3. bis 4. Mai

Polymere Werkstoffe für die Betoninstandsetzung und den Korrosionsschutz von Stahl verschiedene Arten der Polymere – Bildungsreaktionen, Strukturen, Eigenschaften – typische Anwendungsgebiete – baupraktische Belange

Technische Akademie Esslingen TAE Tel.: 0711 34008-23 anmeldung@tae.de www.tae.de

München 11. Mai

3. Münchener Tunnelbau-Symposium Innerstädtische Projekte – Bauverfahren und Vertragsmodelle im Tunnelbau – Betrieb von Tunneln

Universität der Bundeswehr München Tel.: 089/6004-3470 eugen.hiller@unibw.de

Bochum 22. bis 23. Mai

Behälter und Becken aus Spann- und Stahlbeton Konstruktion – Bemessung – Abdichtung – Ausführung – Instandsetzung – Qualitätssicherung – Anwendungsbeispiele

TAW Technische Akademie Wuppertal Tel.: 0202-7495-319 bernhard.stark@taw.de www.taw.de

München 24. Mai

Munich Bridge Assessment Conference Zustands- und die Schadensbewertung von Bestandsbrücken: Forschungsergebnisse, Praxisbeispiele sowie Erläuterung zu der neuen Nachrechnungsrichtlinie

Universität der Bundeswehr München Stefan Becker Tel.: 089/6004-2897 www.unibw-mbac.net

Berlin 11. bis 13. Juni

Lehrgang zum Erwerb des Sachkundenachweises zur Durchführung von Potentialfeldmessungen

GfKORR – Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. Tel.: 069-7564-360 gfkorr@dechema.de www.gfkorr.de/Veranstaltungen

Bochum 12. bis 13. Juni

Brückenausrüstung Lager – Fahrbahnübergänge – Schwingungsdämpfer – passive Schutzeinrichtungen – Seile – Lärmschutzwände – Brückenschäden

TAW Technische Akademie Wuppertal Tel.: 0202-7495-319 bernhard.stark@taw.de www.taw.de

Stuttgart 19. bis 20. Juni

Consense Stuttgart: Internationale Fachmesse und Kongress für nachhaltiges Bauen

Landesmesse Stuttgart GmbH Tel: +49 (0)711 185600 info@messe-stuttgart.de www.messe-stuttgart.de

Leipzig 22. bis 23. Juni

Leipziger Baurechtsforum Nachträge: Aktuelle Entwicklungen in der Rechtsprechung – Mängel: Auseinanderfallen von Beschaffenheitsvereinbarung und Funktionstauglichkeit – Sicherheiten am Bau: Rechte des Auftragnehmers aus § 648a BGB und aktuelle Rechtsprechung – Bau- und Architektenrecht: Die TOP 5 der BGH-Rechtsprechung – HOAI: Honorierung von Leistungen beim Bauen im Bestand mit Ausblick auf die HOAI 2013 – Vergabe: Produktspezifische Ausschreibung und aktuelle Rechtsfragen zu Nebenangeboten

SSB Spezial Seminare Bau GmbH Tel.: 0341 5627207 ssb.leipzig@ssb-seminare.de www.ssb-seminare.de

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Arbeiten in ... Belgien „Ausreichender Humor und die Fähigkeit zur Selbstironie schaden auch nicht …“ Interview mit Sascha Boxheimer, Wayss & Freytag Ingenieurbau AG, Baustelle Liefkenshoek Eisenbahnverbindung Antwerpen, Belgien Was gefällt Ihnen am (Arbeits)Leben in Belgien besonders, was nicht? Das Arbeiten im flämischen Teil Belgiens ist nach meiner Erfahrung ähnlich wie in Deutschland. Man geht sehr respektvoll und verbindlich, zugleich aber sehr kollegial miteinander um. Es gibt eigentlich immer eine Verständigungsmöglichkeit, da die meisten Belgier neben Ihren Landessprachen Flämisch (Flandern) und Französisch (Wallonien) ohnehin auch Englisch und teils Deutsch sprechen. Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Nationalitäten ist folglich kein Problem, auch wenn man wegen der Schwierigkeiten zwischen Flamen und Wallonen anderes vermuten könnte. Auffallend ist die deutlich leisere Kommunikation in Besprechungen und die kompromissbereitere Konfliktlösung mit Auftraggebern und -nehmern. Was würden Sie dem raten, der in Belgien arbeiten möchte? Wer in Belgien erfolgreich arbeiten möchte, sollte offen sein für andere Sprachen und Kulturen und bereit sein, sich auf die etwas andere Art der Kommunikation einzustellen. Das Erlernen der Landessprachen wird honoriert und sorgt für eine andere Art der Einbindung in Arbeitsablauf und gesellschaftliches Leben. Ausreichender Humor und die Fähigkeit zur Selbstironie schaden auch nicht, gilt doch der Deutsche oft als relativ humorlos. Wie beinahe überall im Ausland begegnet man als Deutscher oftmals zu Beginn unterschwelligen Vorbehalten. Daher empfiehlt sich eine gewisse Zurückhaltung im Auftreten. Den Respekt der Belgier muss man sich erst erarbeiten. Doch wenn dies erreicht ist, ist man gern gesehener Kollege. Wo sehen Sie in Ihrem Arbeitsfeld Dinge, die Sie in Belgien erst gelernt haben? Die Spielregeln und den Umgang mit Vertragspartnern muss man durch aufmerksames Beobachten und Zuhören herausfinden. Der sehr formale Umgang mit Geschäftspartnern im Fall von Schwierigkeiten, den man aus Deutschland kennt, ist in Belgien anders – das ist manchmal positiv, manchmal aber auch anstrengend, mühsam und frustrierend. Nicht immer sind Entscheidungen offensichtlich begründbar; oftmals spielen andere, für uns hintergründige, Zusammenhänge eine Rolle, was aber keinesfalls etwa auf verbotenen Absprachen hindeutet. Wo ergeben sich trotz kultureller Nähe Schwierigkeiten, wo daraus Vorteile? Die Verständigung mit den flämisch sprechenden Belgiern stellt überhaupt kein Problem dar, insbesondere wenn man deren Sprache mächtig ist. Mein Eindruck war, dass die Belgier die Art der Deutschen schätzen und man jederzeit willkommen ist. Möglicherweise bestehen bei den älteren Generationen auf Grund der Historie noch immer gewisse Vorbehalte, die zunächst für eine gewisse Zurückhaltung sorgen. Manchmal hat man vielleicht auch ein bisschen Angst vor dem politisch übermächtig wirkenden Deutschland. Würden Sie wieder nach Belgien gehen? Wenn es sich familiär einrichten lassen würde, ja. Der Lebensstandard in Belgien ist ähnlich hoch wie in Deutschland, dies betrifft neben der Versorgung mit Lebensmitteln auch den Standard z.B. bei der Krankenversorgung, Wohn- und Einrichtungsgegenständen, Kleidung aber auch der Kinderversorgung. Konsumgüter sind auf Grund der höheren Steuerabgaben etwas teurer als in Deutschland. Kulinarisch, kulturell uns sportlich ist Belgien äußerst vielfältig und daher sehr zu empfehlen; auch die Nähe zur Nordseeküste eröffnet zusätzliche Freizeitmöglichkeiten. Auf Grund der ähnlich gelagerten Mentalität der Flamen ist auch hier die „geistige“ Entfernung nach Deutschland nicht sehr groß und ein erfolgreiches Einleben erzeugt kaum Schwierigkeiten. AUF EIN WORT Kurzer Erfahrungsbericht in sieben Sätzen Das Leben und Arbeiten in Belgien ist ausgesprochen angenehm. Kontakt zu Belgiern entsteht leicht, besonders wenn man ihre Sprachen spricht. Kulturell und kulinarisch ist Belgien nicht nur wegen der „Vlaamse frietjes“ absolut zu empfehlen, dies gleicht so manchen trüben Tag im Frühjahr und Herbst aus. Belgier sind den offenen Umgang mit vielen anderen Nationalitäten und Kulturen schon auf Grund des EU-Parlaments in Brüssel gewohnt. Zurückhaltung zu Beginn, aufmerksames Zuhören und das Aufnehmen der landestypischen „Spielregeln“ ist meiner Ansicht nach eine wichtige Eigenschaft für ein erfolgreiches Arbeiten in Belgien.

WISSENSWERTES ZUM BAU-ARBEITSMARKT IM ÜBERBLICK Erforderliche Papiere: Bei Entsendung aus Deutschland: A1Formular (Bestätigung der Abführung von Sozialabgaben), Limosa-Bescheinigung, bei Anstellung in Belgien: keine besonderen Bescheinigungen Praktische Hinweise für Einreise und Alltag: Wohnungssuche (SCHUFA Auszug und Leumund vorteilhaft); Ein Umzug ist auf Grund der EU-Mitgliedschaft unkompliziert, ebenso der Zahlungsverkehr. Offene Stellen in welchen Bereichen Offene Stellen für Bauingenieure und generell im Baugewerbe vorhanden. Der Arbeitsmarkt im Baugewerbe ist für gut ausgebildete Spezialisten sehr interessant. Gehälter: Bruttogehälter im Baugewerbe für Angestellten geringfügig weniger als in Deutschland. Ca. 13 % des Gehaltes bei Angestellten für Sozialversicherungen. Der Rest bildet das zu versteuernde Einkommen; progressiver Lohnsteuersatz zwischen 25 und 50%. Entsendete Deutsche fallen unter das Doppelbesteuerungsabkommen, Sozialabgaben werden dann weiterhin in Deutschland abgeführt. Hilfreiche Links: http://www.ba-auslandsvermittlung.de (Infos zum Arbeiten in Belgien) http://www.werk.belgie.be/home.aspx (Arbeiten in Belgien) http://ec.europa.eu/eures. (Lebenshaltungskosten, Stellenangebote) http://fiscus.fgov.be. (Steuer) www.kindengezin.be (Kinderbetreuung, Schule etc.) www.regioaachen.de. (Broschüre Umzug nach Belgien)


Stellenangebote & Weiterbildung

auf Fachpersonal

hohem

Karriere im Bauingenieurwesen

Niveau

weitere Angebote: www.ernst-und-sohn.de/stellenmarkt

Wir sind ein überregional tätiges, gut eingeführtes, mittelständiges Ingenieurbüro mit Schwerpunkten in der Objekt- und Tragwerksplanung für den konstruktiven Ingenieurbau sowie in der bautechnischen Prüfung. Zur Verstärkung unseres Teams sowie zur kontinuierlichen Fortführung bestehender Geschäftsbeziehungen suchen wir im Rahmen einer Partnerschaft einen

Prüfingenieur / angehenden Prüfingenieur (m/w) Kontaktaufnahme erbitten wir unter Chiffre 24965 an den Verlag Wilhelm Ernst & Sohn GmbH & Co. KG, Rotherstraße 21, 10245 Berlin.

Im Fachbereich Bauingenieurwesen und Geodäsie ist zum Wintersemester 2012/2013 eine

Universitätsprofessur W3 Fassadentechnik

(Kenn-Nr.: 76)

zu besetzen. Die Stelleninhaberin/der Stelleninhaber soll die Fassadentechnik in Forschung und Lehre vertreten. Erwartet werden hervorragende fachliche Kenntnisse und außerhalb der Universität erworbene Erfahrungen in den Bereichen Entwurf, Berechnung, Konstruktion und Realisierung von Fassaden sowohl im Neubau als auch im Bauen im Bestand. Die ingenieurtechnische Bearbeitung der Fassadentechnik insbesondere im Kontext der Gebäudetechnik und energetischer Fragestellungen bildet den Schwerpunkt der ausgeschriebenen Professur. Die Bereitschaft zur Kooperation und interdisziplinärer Arbeit ist erforderlich. Vorausgesetzt werden ein abgeschlossenes, ingenieurwissenschaftliches Studium an einer Universität, eine weitergehende wissenschaftliche Qualifikation, pädagogische Eignung sowie die Bereitschaft zur Mitarbeit in der Selbstverwaltung. Die Einstellung erfolgt im außertariflichen Angestelltenverhältnis mit einer qualifikationsabhängigen Vergütung in Anlehnung an die W-Besoldung. Diese wird zwischen Bewerber/in und Hochschulleitung verhandelt. Professorinnen und Professoren, die bereits in einem Beamtenverhältnis stehen, können in einem solchen weiterbeschäftigt werden. Es gelten ferner die Einstellungsvoraussetzungen der §§ 61 und 62 Hessisches Hochschulgesetz. Die Technische Universität Darmstadt strebt eine Erhöhung des Anteils der Frauen am Personal an und fordert deshalb besonders Frauen auf, sich zu bewerben. Bewerberinnen oder Bewerber mit einem Grad der Behinderung von mindestens 50 oder diesen Gleichgestellte werden bei gleicher Eignung bevorzugt. Bewerbungen sind mit den üblichen Unterlagen, insbesondere Lebenslauf, Schriftenverzeichnis, Übersicht über die bisherige Lehrtätigkeit (inklusive Lehrevaluationen) und Darstellung wissenschaftlicher Aktivitäten unter Angabe der o.g. Kenn-Nummer zu senden an den Dekan des Fachbereichs Bauingenieurwesen und Geodäsie, Technische Universität Darmstadt, Petersenstraße 13, 64287 Darmstadt. Bewerbungsfrist: 31.05.2012

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Ernst & Sohn Stellenmarkt · April 2012

Für die TÜV NORD SysTec GmbH & Co. KG am Standort Essen suchen wir zum nächstmöglichen Termin einen

Sachverständigen w/m

Windenergie/Baugrundgutachten

An der Technischen Hochschule Mittelhessen, Campus Gießen, sind im Fachbereich Bauwesen zwei

W2-Professuren baldmöglichst zu besetzen. Mit über 13.000 Studierenden gehört die Technische Hochschule Mittelhessen zu den größten Fachhochschulen in Deutschland. Zur Verstärkung unseres Kollegiums suchen wir Persönlichkeiten mit fundierter Praxiserfahrung in den unten genannten Bereichen. Sie/Er hat das jeweilige Berufungsgebiet in Forschung und Lehre zu vertreten sowie die Bereitschaft, Grundlagenveranstaltungen des Bauwesens zu übernehmen. Der Einsatz soll sowohl in den Bachelorals auch in den Masterstudiengängen der Architektur und des Bauingenieurwesens angesiedelt sein. Wir suchen eine Persönlichkeit für das Fachgebiet

„Baubetrieb und Bauverfahren“ (Ref. Nr.: B 12/001)

Die/Der Bewerber/-in soll einen Studiengang im Bauingenieurwesen absolviert haben und mehrjährige praktische Berufserfahrung in den Bereichen des Baubetriebs und der Bauverfahren aufweisen können.

Ihre Aufgaben: ! Erstellung von Baugrundgutachten für Windenergieprojekte ! Vertretung der Arbeitsergebnisse nach innen und außen Ihr Profil: ! abgeschlossenes Fachhochschul- oder Hochschulstudium der Geologie, Geotechnik oder des Bauingenieurwesens (Vertiefung Erd- und Grundbau) ! Berufserfahrung und Baustellenpraxis sind wünschenswert ! Erfahrung mit erdstatischen Berechnungen mittels GGU-Software ! gute Englischkenntnisse ! sicherer Umgang mit MS Office ! strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise ! Durchsetzungs- und Durchhaltevermögen ! Kundenorientierung und Teamfähigkeit ! Führerscheinklasse B und Reisebereitschaft Interessiert? Wir freuen uns auf Ihre aussagekräftige Bewerbung unter Angabe Ihrer Gehaltsvorstellung und des möglichen Eintrittstermins. Bewerben Sie sich bitte bevorzugt online unter www.tuev-nord.de/karriere (Referenzcode: SysTec-HH-0243-2011 E). TÜV NORD Gruppe, Personalmanagement Große Bahnstr. 31, 22525 Hamburg Ihre Ansprechpartnerin: Petra Schlademann, Tel. +49 40 8557 2842 www.tuev-nord.de

Weiter suchen wir eine/n neue/n Kollegin/Kollegen für das Fachgebiet

„Holzbau / Stahlbau“ (Ref. Nr.: B 12/002)

Die/Der Bewerber/-in soll einen Studiengang im Bauingenieurwesen absolviert haben und mehrjährige praktische Berufserfahrung in den Bereichen des Holzbaus und/oder Stahlbaus mitbringen. Wir erwarten von unseren Professorinnen und Professoren Engagement und Initiative, die Fähigkeiten zur Motivation für eine praxisorientierte Lehre und Freude bei intensiver Betreuung unserer Studierenden, sowie eine erfolgreiche und einschlägige praktische Tätigkeit in der Industrie bzw. in der industrienahen Forschung, sowie die Bereitschaft und Befähigung Drittmittel in der angewandten Forschung einzuwerben. Nähere Informationen zur besetzenden Professur – insbesondere die sich aus den §§ 61 und 62 HHG ergebenden Einstellungsvoraussetzungen des Landes Hessen - entnehmen Sie bitte unserer Homepage unter www.thm.de/site/Stellenangebote.html. Wir bieten unseren Professorinnen und Professoren eine Einarbeitung durch Teilnahme an hochschuldidaktischer Grundschulung, ein leistungsorientiertes Entgelt, Arbeiten in angenehmer und kollegialer Atmosphäre sowie die Mitarbeit in den Kompetenzzentren mit fächerübergreifender praxisbezogener Forschung. Im o. g. Bereich besteht eine Verpflichtung zur Erhöhung des Frauenanteils. Wir begrüßen deshalb ausdrücklich die Bewerbungen qualifizierter Frauen. Vollzeitstellen sind grundsätzlich teilbar. Bewerberinnen und Bewerber mit Kindern sind willkommen – die Technische Hochschule Mittelhessen bekennt sich zum Ziel der „familiengerechten Hochschule". Menschen mit Behinderung werden bei gleicher Qualifikation bevorzugt berücksichtigt. Richten Sie bitte Ihre aussagefähige Bewerbungsmappe (EmailBewerbungen können nicht akzeptiert werden) unter Angabe der Kennziffer bis zum 23. April 2012 (Eingangsdatum) an den Präsidenten der Technischen Hochschule Mittelhessen Wiesenstr. 14 • 35390 Gießen

Wir sind ein renommiertes bundesweit tätiges Planungs! und Beratungsbüro mit 35 Mitarbeitern an 6 Standorten im Bereich der Bauphysik und der technischen Gebäudeausrüstung. Zum nächstmöglichen Termin suchen wir für die Standorte Wiesbaden: Niederlassungsleiter (m/w), Bauphysik Niederlassungsleiter (m/w), TGA!Planung, Bauphysik Bretten: Möhnesee: Projektingenieur (m/w), Bauphysik Winnenden: Projektingenieur (m/w), Bauphysik Ihre Aufgaben Beratung von Bauherren und Bearbeitung von breitgefächerten, interessanten Aufgaben mit Schwerpunkt in den Arbeitsgebieten ! Thermische Bauphysik ! TGA!Planung ! Bau! und Raumakustik ! nachhaltiges Bauen ! Lärmimmissionsschutz ! Schwingungstechnik Unsere Anforderungen ! Abgeschlossenes ingenieurwissenschaftliches Studium ! Bereitschaft zur Einarbeitung in die genannten Gebiete ! Teamfähigkeit und Engagement Wir bieten ! Abwechslungsreiches Tätigkeitsprofil ! Fachliche und persönliche Weiterbildung ! Leistungsgerechtes Gehalt Kurz und Fischer GmbH Beratende Ingenieure Brückenstraße 9 71364 Winnenden winnenden@kurz!fischer.de www.kurz!fischer.de Tel: +49 7195/91470

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Ernst & Sohn Stellenmarkt · April 2012

Sika Schweiz AG

Feel the Sika Spirit Unser seit 23 Jahren erfolgreich und innovativ am europäischen Markt tätiges Ziviltechnikerbüro für Geotechnik (Grundbau und Bodenmechanik) mit 4 Standorten in Vorarlberg, Wien, Salzburg und Liechtenstein sucht für den Standort Bregenz (Vorarlberg) ab sofort eine(n) engagierten

Bauingenieur – Geotechniker (m/w) Aufgaben: • statische Berechnungen im Grundbau und in der Geotechnik • Dimensionierung von Baugrubensicherungen und Fundierungen • Erstellen von geotechnischen Gutachten Profil I Anforderungen: • abgeschlossenes Studium „Bauingenieurwesen“ Masterstudium „Bauwirtschaft und Geotechnik“ oder „Konstruktiver Ingenieurbau“ bevorzugt (Mindesterfordernis HTL) • eigenverantwortliches und genaues Arbeiten • Flexibilität und Zielstrebigkeit • konstruktives Verständnis • Bereitschaft für einen ½-jährigen Aufenthalt in Wien oder Salzburg zur Einarbeitung • Bereitschaft für Auslandsaufenthalte (höchstens 20 %) • Einschlägige Berufserfahrung ist von Vorteil, aber keine Voraussetzung Wir bieten: • interessante Projekte im In- und Ausland • abwechslungsreiche Tätigkeit • angenehmes Betriebsklima (zertifizierter „Familienfreundlicher Betrieb“) • Entlohnung: ab €2000 bis €4000 brutto/Monat je nach Qualifikation und Erfahrung Weitere Informationen zu unserem Unternehmen, wer wir sind und was wir alles machen entnehmen Sie bitte auf unserer Homepage: www.3pgeo.com Bewerbungen mit Bild und Lebenslauf bitte an 3P Geotechnik ZT GmbH, z.H. Frau Betr.oec Brigitte Bösch, Arlbergstraße 117, 6900 Bregenz, b.boesch@3pgeo.com

HAMPF CONSULT ist ein Ingenieurbüro im Konstruktiven Ingenieurbau. Wir prüfen Brücken und Hochbauten, planen Instandsetzungen und Neubauten. In diesem interessanten Feld sind wir überregional tätig und anerkannt. Unser Unternehmen ist gut strukturiert und solide aufgestellt. Wir bieten die Möglichkeiten an interessanten und zukunftsweisenden Projekten mitzuarbeiten und mit uns zu wachsen.

Sika ist ein weltweit tätiges, innovatives Unternehmen für chemische und technische Spezialitäten in den Bereichen Bau und Industrie. Ausserdem ist Sika im Bereich Maschinenbau in der Herstellung von Betonspritzmaschinen „Aliva“ tätig. Wir legen an unsere Leistungen hohe ethische Massstäbe an und fördern ein Betriebsklima, in welchem sich Leistungsbereitschaft und gegenseitige Wertschätzung entfalten können. Für den Technischen Kundendienst des Werkes in Widen AG (15 Min. von Zürich) suchen wir

eine/n Servicetechniker/in Innen- und Aussendienst (100%) In dieser Funktion sind Sie verantwortlich für die selbständige Instandsetzung und Revision der Maschinen (Systeme) von der Aufwandbestimmung bis zur Abnahme und Endkontrolle der Maschinen. Sie arbeiten in einem kleinen Team und Ihre Tätigkeit verlangt eine zeitweise Stellvertretung für Ihre Kollegen im Aussendienst sowie eine gelegentliche Reisetätigkeit. Für diese anspruchsvolle Aufgabe bringen Sie eine technische Grundausbildung mechanischer Richtung mit (zum Beispiel als Lastwagen-, Landmaschinen- oder Baumaschinenmechaniker) und Kenntnisse in Hydraulik, Pneumatik und Fahrzeugelektronik. Ebenfalls wichtig sind Englischkenntnisse. Wir stellen uns für diese Funktion eine zuverlässige, teamfähige, flexible und dynamische Persönlichkeit vor, die auch in hektischen Zeiten den Überblick behält und Ruhe bewahren kann. Ausserdem sollten Kundenorientierung und Terminbewusstsein für Sie keine leeren Worte sein. Wir suchen eine kommunikative, kontaktfreudige Persönlichkeit mit Machermentalität, die im Zentrum eines dynamischen Umfeldes mit verschiedenen Ansprechpartnern einen kühlen Kopf bewahrt. Haben wir Ihr Interesse geweckt und möchten Sie in einem erfolgreichen sowie zukunftsorientierten Umfeld arbeiten? Dann freuen wir uns über Ihre Onlinebewerbung im Karriereportal auf unserer Firmenwebsite (www.sika.ch/stellenmarkt). Bei Fragen erteilt Ihnen Simone Pache, HR Managerin, gerne weitere Auskünfte unter +41 (0)58 436 32 13. Sika Schweiz AG Human Resources, Tüffenwies 16, CH-8048 Zürich http:// www.sika.ch/stellenmarkt

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Für unser Büro in Offenburg suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Abteilungsleiter/in Ingenieurbau mindestens Wir erwarten eine min i destens mehrjährige Berufserfahrung in der Tragwerksplanung von Brücken sowie die Eigenschaften einer Führungspersönlichkeit. Wir bieten Ihnen sehr attraktive Perspektiven.

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Bauingenieur/in Brückenprüfung (DIN 1076) Sie besitzen die Zertifizierung zum Ingenieur der Brückenprüfung oder sind bereit, diese zu erwerben. Es steht Ihnen eine neuwertige und umfangreiche Prüfausstattung zur Verfügung.

Wenn Sie an einer langfristigen Mitarbeit in einem zukunftsweisenden Unternehmen interressiert sind, erbitten wir Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen mit Angabe des Gehaltswunsches an: HAMPF CONSULT, Geschäftsleitung, Badstr. 24 a, 77652 Offenburg

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Ernst & Sohn Stellenmarkt · April 2012

VSL (Schweiz) AG Heavy Lifting Industriestrasse 14 4553 Subingen - Schweiz

Mit Erfurt-Rauhfaser, Erfurt-Tapeten und unserem energetischen Sortiment Erfurt-Klimatec verfügen wir über Markenartikel, die eine hohe Akzeptanz beim Maler, im Handel und beim Endverbraucher haben.

HEAVY LIFTING

VSL Heavy Lifting ist auf das Heben, Senken und Verschieben von schweren Lasten mit hydraulischen Litzenhebern spezialisiert. Wir sind weltweit tätig und Teil der VSL Gruppe. Für unser Team in Subingen suchen wir eine/n

Projektleiter/in für die selbstständige Betreuung unserer internationalen Projekte in den Bereichen Gebäude, Infrastruktur, Energie und Offshore. P$= 4=?JVW Dipl. Bauingenier FH/TH, sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse, Projektleitungserfahrung, Bereitschaft für Auslandseinsätze (ca. 30%), Kenntnisse im Maschinenbau und Hydraulik, sowie Freude am Arbeiten in einem internationalen Team. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung gern per Mail an hl.marketing@vsl.com. Für Fragen steht Ihnen Frau Gerda Perez unter +41 58 456 3182 zur Verfügung. www.vsl-heavy-lifting.com

Die Erfurt und Sohn KG baut ihre Marktführerschaft im Segment der Wandbeläge durch einen Mix aus Tradition und Innovation konsequent aus und erschließt neue Geschäftsbereiche. Zur Unterstützung suchen wir aktuell einen:

Bauphysiker oder Bauingenieur / Architekt mit Schwerpunkt Bauphysik (m/w) DIE TÄTIGKEIT:

Sie sind verantwortlich für den Bereich Energetik / Wärmedämmung im Hause Erfurt. Dazu gehören: • Der Aufbau und die Umsetzung strategischer Ziele im Bereich Energetik, Wärmedämmung, Feuchtschutz, … etc. • Die Steuerung von Netzwerken, politische und fachliche Kommunikation mit Projektpartnern, Multiplikatoren und Fachakteuren. • Die Schnittstellenfunktion zwischen Vertrieb, Marketing, F&E und dem Innovationsmanagement. • Die Budgetverantwortung für Ihren Bereich. Der Dienstsitz ist unsere Zentrale in Wuppertal.

DIE VORAUSSETZUNGEN:

Neben Ihren sehr guten Fachkenntnissen in der Bauphysik haben Sie auch Grundkenntnisse im Marketing und BWL. Sie sind rhetorisch geschult, kommunikativ und können gut argumentieren. Sie besitzen EnEV-Kenntnisse und kennen sich in der Förderungspolitik aus. Sie haben Erfahrung im Projektmanagement. Sie beherrschen die deutsche und die englische Sprache fließend in Wort und Schrift. Kreativität im Bereich Produktentwicklung und Teamfähigkeit setzen wir voraus. Gut wäre es, wenn Sie im Bereich Energetik bereits auf ein Netzwerk zurück greifen können. Sie beherrschen auch die elektronischen Applikationen des Microsoft Office Pakets.

DIE BEWERBUNG:

Wenn Sie diese Aufgabe mit viel Gestaltungsraum reizt, bewerben Sie sich bei uns. Bitte senden Sie Ihre Unterlagen per Mail (komprimiert in einer PDFDatei) unter Angabe Ihrer Kündigungsfrist und Ihrer Gehaltsvorstellung an Herrn Hans Weihs (Leitung Personal) unter h.weihs@erfurt.com. Erfurt & Sohn KG Herr Hans Weihs Hugo-Erfurt-Straße 1 42399 Wuppertal Telefon: + 49 202 / 61 10-224

wände zum wohlfühlen

Weiterbildung

TAE

Technische Akademie Esslingen Ihr Partner für Weiterbildung Polymere Werkstoffe für die Betoninstandsetzung 3. und 4. Mai 2012

Leitung: Prof. Dr.-Ing. R. P. Gieler

980,00 EUR

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Gestaltung am Bau – der gezielte Einsatz von Farbe, Form und Licht 10. und 11. Mai 2012

Leitung: Dipl.-Berufspädagogin U. Mengel

920,00 EUR

Nr. 33808.00.003

940,00 EUR

Nr. 33114.00.007

610,00 EUR

Nr. 32236.00.011

Baumanagement für Auftraggeber (AG) 2. und 3. Juli 2012

Referent: Dipl.-Ing. D. Hinz

VOF – Vergabe von freiberuflichen Leistungen 18. Oktober 2012

Referent: Rechtsanwalt M. Schneider

Baubegleitende Qualitätskontrolle – Bauschäden vermeiden 7. und 8. November 2012

Referent: Dipl.-Ing. R. Etges

Ihr Ansprechpartner: Dr.LIng. Rüdiger Keuper Telefon +49 711 34008-35; Telefax +49 711 34008-65 ruediger.keuper@tae.de

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Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet Bauingenieurwesen Kontakt: Jasmin.Meyer@Wiley.com oder Tel. +49 (0)30/47031-238


Seminare und Symposien der $461H0D614H K/854I04 NJFF4EC8J 4* P* 18.-19.4.2012

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26.4.2012 4.5.2012 7.5.2012 7.5.2012 8.5.2012 9.5.2012 22.-23.5.2012 12.-13.6.2012 13.6.2012 13.-14.6.2012 27.6.2012 2.-3.7.2012 6.7.2012 10.-11.7.2012

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Mehr über unsere Veranstaltungen finden Sie unter: 444* C84*54 Sie können sich aber auch direkt an uns wenden. Wir freuen uns auf Ihren Anruf oder Ihre E-Mail. Ihr Ansprechpartner für Seminare: @E*,;H2* &C438H -11J4E 0 202 74 95 - 207 stefan.maehler.@taw.de

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Impressum Die Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ veröffentlicht Beiträge über Forschungsvorhaben und -ergebnisse sowie über Entwurf, Berechnung, Bemessung und Ausführung von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen im gesamten Bauwesen. Mit der Annahme eines Manuskripts erwirbt der Verlag Ernst & Sohn das ausschließliche Verlagsrecht. Grundsätzlich werden nur Arbeiten zur Veröffentlichung angenommen, deren Inhalt weder im In- noch im Ausland zuvor erschienen ist. Das Veröffentlichungsrecht für die zur Verfügung gestellten Bilder und Zeichnungen ist vom Verfasser einzuholen. Der Verfasser verpflichtet sich, seinen Aufsatz nicht ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages Ernst & Sohn nachdrucken zu lassen. Für das Verhältnis zwischen Verfasser und Redaktion oder Verlag und für die Abfassung von Aufsätzen sind die „Hinweise für Autoren“ maßgebend. Diese können beim Verlag angefordert oder im Internet unter www.ernstund-sohn.de/zeitschriften abgerufen werden. Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form reproduziert werden. Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchsnamen, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden, sind nicht als frei im Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zu betrachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen gekennzeichnet sind. Manuskripte sind an die Redaktion zu senden. Auf Wunsch können von einzelnen Beiträgen Sonderdrucke hergestellt werden. Anfragen sind an den Verlag zu richten. Aktuelle Bezugspreise Die Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ erscheint mit 12 Ausgaben pro Jahr. Neben „Beton- und Stahlbetonbau print“ steht „Beton- und Stahlbetonbau online“ im PDF-Format über den OnlineDienst Wiley OnlineLibrary im Abonnement zur Verfügung. Bezugspreise

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Studentenpreise gegen Vorlage der Studienbescheinigung. Preise excl. MwSt. und inkl. Versand. Die Preise sind gültig vom 1. September 2011 bis 31. August 2012. Irrtum und Änderungen vorbehalten. Persönliche Abonnements dürfen nicht an Bibliotheken verkauft oder als Bibliotheks-Exemplare benutzt werden. Das Abonnement gilt zunächst für ein Jahr. Es kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. Ohne schriftliche Mitteilung verlängert sich das Abonnement um ein weiteres Jahr. Im Testabonnement werden drei Hefte zum Preis für zwei geliefert. Ohne schriftliche Mitteilung innerhalb 10 Tage nach Erhalt des dritten Heftes wird das Abonnement um ein Jahr verlängert. Nach Verlängerung kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. Ohne schriftliche Mitteilung verlängert sich das Abonnement um ein weiteres Jahr. Bankverbindung: Dresdner Bank Weinheim Kto 7511188 00 BLZ 670 800 50 SWIFT: DRESDEFF670 Periodical postage paid at Jamaica NY 11431. Air freight and mailing in the USA by Publications Expediting Services Inc., 200 Meacham Ave., Elmont NY 11003. USA POSTMASTER: Send address changes to Beton- und Stahlbetonbau, c/o Wiley-VCH, 111 River Street, Hoboken, NJ 07030.

Redaktion: Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad Bergmeister Dipl.-Ing. Kerstin Glück Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau Peter-Jordan-Straße 82, A-1190 Wien Tel.: 00 43-1/476 54-52 53, Fax: 00 43-1/476 54-52 92 E-Mail: bust@iki.boku.ac.at Wissenschaftlicher Beirat: Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach TU Dresden, Institut für Massivbau 01062 Dresden Tel.: 0351/46 3376 60, Fax: 0351/46 3372 89 E-Mail: manfred.curbach@tu-dresden.de Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Oliver Fischer TU München, Lehrstuhl für Massivbau 80290 München Tel.: 0 89/28 92 30 38, Fax: 0 89/28 92 30 46 E-Mail: oliver.fischer@tum.de Dr.-Ing. Lars Meyer Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. Postfach 110512 Kurfürstenstraße 129, D-10835 Berlin Tel.: 0 30/23 60 96-0, Fax: 0 30/23 60 96-23 E-Mail: meyer@betonverein.de Dr.-Ing. Karl Morgen WTM ENGINEERS GmbH Beratende Ingenieure im Bauwesen Ballindamm 17, D-20095 Hamburg Tel.: 0 40/350 09-0, Fax: 0 40/350 09-100 E-Mail: info@wtm-hh.de Verantwortlich für Produkte & Objekte: Dr. Burkhard Talebitari Verlag Ernst & Sohn Rotherstraße 21, D-10245 Berlin Tel.: 0 30/470 31-273, Fax: 0 30/470 31-2 29 E-Mail: btalebitar@wiley.com Gesamtanzeigenleitung Verlag Ernst & Sohn: Fred Doischer Tel.: 0 30/470 31-2 34 Anzeigen: Annekatrin Gottschalk Rotherstraße 21, D-10245 Berlin Tel.: 0 30/470 31-2 49, Fax: 0 30/470 31-2 30 E-Mail: annekatrin.gottschalk@wiley.com Kunden-/Leserservice: WILEY-VCH Kundenservice für Ernst & Sohn Boschstraße 12, D-69469 Weinheim Tel.: +49 (0)800 1800 536 (innerhalb Deutschlands) Tel.: +44 (0)1865476721 (außerhalb Deutschlands) Fax: +49 (0)6201 606184 cs.germany@wiley.com Schnelleinstieg: www.wileycustomerhelp.com Satz: TypoDesign Hecker GmbH, Leimen Druck: ColorDruck GmbH, Leimen Gedruckt auf säurefreiem Papier. © 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin.

Beilagenhinweis: Diese Ausgabe enthält folgende Beilagen: Technische Akademie Wuppertal e.V., 42117 Wuppertal; Verlag Ernst & Sohn, 10245 Berlin (Teilauflage)

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 4


Rubriken Vorschau

Themen TermineHeft 5/2012 A. Lindorf, M. Curbach Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdung des Verbundes von Stahlbeton unter Querzug Es wurde ein Versuchsprogramm durchgeführt, bei dem die Erforschung des Verbundverhaltens zwischen Bewehrungsstahl und Beton unter kombinierter Beanspruchung aus Ermüdung und Querzug mit Rissbildung im Mittelpunkt stand. Im Ergebnis stellte sich der Einfluss des Querzuges auf den Verbundwiderstand unter schwellender Belastung deutlich heraus. Je breiter der Längsriss war, desto stärker wuchs der Schlupf und desto eher versagte der Verbund. Auf der Grundlage des Schlupfwachstums wurden Dauerfestigkeitsdiagramme für die Bemessung gegen Verbundermüdungsversagen abgeleitet. J. C. Scheydt, O. Millon, H. S. Müller, K. Thoma Entwicklung eines brandbeständigen ultrahochfesten Betons für hochdynamische Beanspruchungen Seit einigen Jahren setzt sich die Bundesregierung verstärkt mit den Auswirkungen extremer Ereignisse wie Naturkatastrophen, technische Großunfälle und insbesondere auch Terroranschläge auseinander. Infolge dessen wurde im Jahr 2007 das Programm „Forschung für

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die zivile Sicherheit“ durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ins Leben gerufen. Hierin sollten Lösungen für den Umgang mit derartigen Bedrohungsszenarien gesucht werden. Ein besonderes Gefährdungspotenzial besteht hierbei für Infrastrukturen des öffentlichen Verkehrs. Um für den Fall der Extrembeanspruchung derartiger Infrastrukturbauwerke den größtmöglichen Schutz zu gewährleisten, muss die Tragfähigkeit der baulichen Strukturen verbessert werden. Das Forschungsvorhaben AISIS hat sich im Rahmen dessen mit der Entwicklung eines brandbeständigen ultrahochfesten Betons für hochdynamische Beanspruchungen befasst. Die erzielten Forschungsergebnisse sind nachfolgend dargelegt. K. Schöppel, G. Stenzel Konstruktionsregeln für Parkbauten in Betonbauweise In diesem Beitrag werden Konstruktionsregeln für Parkbauten dargestellt. Dabei wird zwischen Regel- und Sonderbauweisen unterschieden. Eine Planung gemäß den Regelbauweisen ergibt regelkonforme Parkbauten, die der üblichen Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit derartiger Bauwerke entsprechen.

Konstruktionsmöglichkeiten von Parkbauten, die von den anerkannten Regeln der Technik teilweise abweichen, werden als Sonderbauweisen bezeichnet und hinsichtlich der Risiken infolge der Abweichungen erörtert. Falls der Bauherr eine Sonderbauweise wünscht, ist der Bauherr vom Planer auf den höheren Wartungs- und Instandsetzungsbedarf und die geringere Dauerhaftigkeit und Werthaltigkeit der Immobilie eindeutig hinzuweisen. F. Altmeyer, J. Weigl, H. Scharf Sicherheitsanalyse und statisch konstruktive Ertüchtigung des Naturzugkühlturmes Block E im Kraftwerk Niederaußem Der vorliegende Beitrag behandelt einen Naturzugkühlturm aus dem Jahr 1968 im Kraftwerk Niederaußem, der durch den Betrieb von nachträglich installierten Abgaseinleitungen Schädigungen erfahren hat. Geschildert werden die Bestandsaufnahme des Kühlturms, die Beurteilung der Standsicherheit mit nichtlinearen Methoden und die sich hieraus ableitende notwendige Sanierung der Kühlturmschale, um den sicheren Betrieb für die weitere Laufzeit zu gewährleisten. (Änderungen vorbehalten)

Ja, wir möchten Beton- und Stahlbetonbau regelmäßig lesen. 3 Ausgaben und dann entscheiden. Bitte liefern Sie ab nächster Ausgabe drei Ausgaben Beton- und Stahlbetonbau zum Test für einmalig b 72 / sFr 115. Sollten Sie innerhalb von 10 Tagen nach Erhalt des dritten Heftes nichts von uns hören, bitten wir um Fortsetzung der Belieferung für ein weiteres Jahr / zwölf Ausgaben. Nach Fortsetzung der Belieferung kann diese jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugszeitraumes gestoppt werden. Bitte senden Sie eine Rechnung. Sonderpreis drei Ausgaben für Studenten einmalig b 24 / sFr 38 gegen Vorlage der Studienbescheinigung.

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12 Ausgaben / Jahr Bitte liefern Sie ab nächster Ausgabe Beton- und Stahlbetonbau zunächst für ein Jahr, zwölf Ausgaben, für b 434 / sFr 714. Die Belieferung kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugszeitraumes schriftlich gestoppt werden. Sollten wir keinen Lieferstopp senden, bitten wir um Fortführung der Belieferung für ein weiteres Jahr. Bitte senden Sie eine Rechnung. Sonderpreis für Studenten b 129 / sFr 214 gegen Vorlage der Studienbescheinigung.

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Bitte senden Sie eine kostenlose Leseprobe/ 1 Heft der Fachzeitschrift n Bauphysik

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n geotechnik

n Geomechanics & Tunnelling

n Mauerwerk

n Stahlbau

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…und aktuell an anderer Stelle Heft 2/2012 Untersuchungen zum Einfluss der Klebstoffart auf den kapillaren Wassertransport in Holz parallel zur Faserrichtung Untersuchungen zum Einfluss der Klebstoffart auf den Diffusionswiderstand von Holzverklebungen Messung der Nachhallzeiten in großen und/oder leeren Räumen

Berichte Ist optimale Kraft-Wärme-Kopplung gleich optimale Wärmebereitstellung? Gebäudetypologien europäischer Länder – Schema für die energetische Bewertung nationaler Gebäudebestände

Betriebserfahrungen mit Thermoaktiven Bauteilsystemen

Heft 5/2012 Bauwerksinspektion an Verkehrswasserbauwerken Einsatz von technischen Textilien für den mobilen Hochwasserschutz Kolkbildung an komplexen Gründungsstrukturen für OffshoreWindenergieanlagen: Untersuchungen zu Tripod-Gründungen in der Nordsee Belastungen durch brechende Wellen auf Offshore TripodGründungen – Vergleich von gemessenen und CFD simulierten Lasten mit genormten Ansätzen

Nachbildung der Hydroabrasionsbeanspruchung im Laborversuch: Teil 1 – Experimentelle Untersuchungen zu Schädigungsmechanismen im Beton Nachbildung der Hydroabrasionsbeanspruchung im Laborversuch Teil 2 – Korrelation mit Verschleißwerten und Prognoseansätze Tauchwände als Wellenbrecher – Erfahrungen und neuste Erkenntnisse lnstandhaltung und statische Sicherung der Stadtpfarrkirche von Pfaffenhofen an der Ilm

Heft 3/2012 Innerstädtischer Tunnelbau – Schwerpunkt Italien U-Bahnlinie 5 in Mailand – Planung und Ausführung eines Tunnels oberhalb einer Eisenbahnverbindung Charakterisierung des Turiner Baugrunds durch eine Kombination von Baugrunduntersuchungen und numerischen Modellen Eisenbahnverknüpfung Turin – Seismische Messungen zur Nachweisprüfung von Düsenstrahlkörpern

Süderweiterung der U-Bahnlinie 1 in Turin – Modelle und Setzungsmessungen während des Vortriebs Bahnhof Bologna – Schlitzwände und Bodenverbesserungsverfahren Beurteilung der Einwirkungen auf historische Bauwerke infolge Tunnelbaus am Beispiel einer neuen U-Bahnlinie in Rom U-Bahnlinie 1 in Neapel – Planungsaufgaben und zugehörige geotechnische Untersuchungen

Heft 2/2012 Zum methodischen Vorgehen bei der weiteren Entwicklung und Vereinfachung des EC 6 mit seinen Nationalen Anhängen

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Mauerwerk durch Elastomerlager

Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach Eurocode 6 mit Nationalem Anhang

Von der Bauproduktenrichtlinie zur Bauproduktenverordnung – Der neue europäische Rechtsrahmen für Bauprodukte

Praktische Umsetzung von DIN EN 1996/NA-D in Bemessungssoftware Beitragsserie: Eurocode 6 für Deutschland – Beispiele zur Bemessung von Mauerwerk – Beispiel 1: Bemessung einer Kellerwand nach dem genaueren Verfahren des EC 6

Heft 5/2012 Zur Tragfähigkeit von Stabquerschnitten nach DIN EN 1993-1-1

Membranversteifter Träger

b/t-Interaktionsdiagramme zum vereinfachten Beulsicherheitsnachweis nach DIN EN 1993-1-5 für Platten aller Baustahlsorten

Untersuchungen zum zeitabhängigen mechanischen Materialverhalten von S460 im Brandfall

Nachweis der Ermüdungsfestigkeit nach dem Kerbgrundkonzept Dynamische Systemantwort des Timoshenko-Balkens unter Impulseinwirkung aus Detonation

N-M Interaktionsdiagramme für Verbundwände aus Stahl und Beton Kesselgerüststützen in Verbundbauweise Research on the finite element simulation of and updating method for old riveted truss bridges

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Beton- und Stahlbetonbau 4/2012  

Beton- und Stahlbetonbau veröffentlicht seit mehr als 100 Jahren anwendungsorientierte Beiträge zum gesamten Massivbau. Mit ihren wissenscha...

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