U-Bahn-Tunnel wurden frei zugängliche Daten des europäischen Copernicus-Programms sowie weiterer Satelliten der ESA verwendet.
Die digitale Fertigung im Betonbau wird von einem weiteren Autorenteam, angeführt von Ksenija Vasilic mit Norman Hack, Harald Kloft, Dirk Lowke, Viktor Mechterine, Venkatesh Naidu Nerella, und Timoty Wangler behandelt. Das Interesse an der digitalen Fertigung mit Beton steigt aktuell stark und die ersten industriellen Anwendungen mit Pilotprojekten finden großes Interesse. In diesem Beitrag haben die Autoren den aktuellen Stand der Entwicklung in den verschiedenen Industriebereichen sowie die bemerkenswerten Beispiele im Bauwesen zusammengestellt. Es werden die verschiedenen Fertigungsverfahren, unterteilt in die auf dem selektiven Binden oder auf Extrusion basierenden Verfahren, die Spritzbetonverfahren und die Gleitschalungsverfahren, beschrieben. Die digitale Fertigung stellt aber auch neue Ansprüche an die Frischbetoneigenschaften. Daher ist eine Kontrolle der Materialeigenschaften während des gesamten Fertigungsprozesses genauso wichtig wie das Vorhandensein fundierter Kenntnisse über die Rheologie und den Hydrationsprozess des Betons. Auch auf die Möglichkeit des Druckens von Bewehrung wird im Beitrag eingegangen und die technologischen und technischen Herausforderungen sowie noch offene Fragestellungen werden diskutiert.
Die Digitalisierung des Planens und Bauens sowie Ansätze und Ziele werden von Lucio Blandini, Roland Bechmann und Matteo Brunetti behandelt. Die Autoren gehen auf das Building Information Modeling (BIM) ein und zeigen die Möglichkeiten der automatisierten Konsistenzprüfung sowie der digitalen Basis für eine interaktive Planung auf. Über den openBIM Standard können Änderungen offen und dokumentierbar mit weiteren Projektbeteiligten ausgetauscht werden. Die einheitliche 3D-Modellierung der maßgebenden Bauteile erlaubt es, den Planungsprozess bereits von den frühen Planungsphasen an digital umzusetzen. Anhand von zwei Projektbeispielen (neue Bahnsteighalle Stadtbahn-Haltestelle Staatsgalerie in Stuttgart sowie Terminal 2 des Kuwait International Airport) werden die eingesetzten digitalen Werkzeuge entlang der gesamten Wertschöpfungskette beschrieben. Im Beitrag werden die verschiedenen gerade für die Ingenieurspraxis wichtigen Schritte der 3D-Modellierung, der Tragwerksberechnung und der teilweisen Automatisierung durch CNC-Maschinen und Roboter erläutert. Immer wieder zeigt sich in der Praxis, dass trotz des hohen Digitalisierungsgrades immer noch eine große Anzahl an 2D-Plänen auf den Baustellen zu finden sind. Abschließend werden aktuelle Forschungsund Entwicklungsarbeiten dargestellt (z. B. Gradientenbeton), womit zukünftig eine bessere Qualität und Kostenkontrolle sowie ein reduzierter Ressourcenverbrauch und geringere Emissionen ermöglicht werden sollen. Wichtig wird dabei eine engere Zusammenarbeit zwischen der Forschung, der Industrie, den Planern und den privaten und öffentlichen Entscheidungsträgern, um die enormen Potenziale der digitalen Technologie überhaupt effizient in die Praxis umzusetzen.
In einem eigenen Kapitel werden die Verstärkungsmöglichkeiten mit Carbonbeton von den Autoren Manfred Curbach, Sebastian May, Egbert Müller, Alexander Schumann, Elisabeth Schütze und Juliane Wagner behandelt. Auf der Grundlage intensiver Forschungsarbeiten haben die Autoren praxisrelevante Erkenntnisse herausgearbeitet und Verstärkungsmöglichkeiten in Form von dünnen Carbonbetonschichten mit Gelegen, mit Carbonstäben sowie auch mit spritzfähigem Feinbeton aufgezeigt. Für die Herstellung von Neubauteilen werden bevorzugt gießfähige Betonmischungen eingesetzt. Prägnant werden die wesentlichen Merkmale von Carbonbeton mit deren mechanischen Eigenschaften für Kurz- und Dauerbelastung, dem Brand- und Hochtemperaturverhalten sowie die Aspekte zur Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit beschrieben. Die Anwendungsbeispiele mit den Berechnungsgrundlagen bilden wertvolle Unterlagen für die Ingenieurspraxis. Obwohl sich der Beitrag im Wesentlichen auf die Verstärkung mit Carbonbeton konzentriert, zeigen die Autoren informativ auch einige ausgewählte Projekte, wie beispielsweise das CUBE des C3-Forschungsvorhabens der Technischen Universität Dresden. Dieses Gebäude ist das weltweit erste Haus aus Carbonbeton.
Auf die Tragwerksplanung im Bestand in Österreich gehen Walter Potucek und Markus Vill ein. Die Autoren beschreiben detailliert die Reihe der ÖNORM B 4008 Bewertung der Tragfähigkeit bestehender Tragwerke für den Hochbau und den Brückenbau. Ausgehend von den Einwirkungen auf Hoch- und Brückenbauten wird auf den rechnerischen Nachweis der Tragfähigkeit von Hochbauten und von Brücken eingegangen. Interessant ist auch die Verifikation mittels Probebelastung oder Belastungsversuchen, wenn ein rechnerischer Nachweis der Tragfähigkeit eines Tragwerks nicht möglich ist. Bei einer Probebelastung wird die Belastung des Tragwerks stufenweise bis zu einer maximalen Belastung gesteigert, das Tragverhalten der Konstruktion und der Konstruktionsteile messtechnisch und durch Augenschein beobachtet und dokumentiert. Dabei ist zu überprüfen, ob die Verformungen reversibel sind und keine übermäßigen Rissbildungen, Schwingungen oder Verschiebungen auftreten.
Ein weiterer Abschnitt widmet sich dem Mindestwiderstand bestehender Gebäude unter Erdbebeneinwirkung. Abschließend werden noch Hinweise zu Konstruktions- und Berechnungsansätzen älterer Normen für Betonbauwerke sowie zur Entscheidungsfindung von Maßnahmen an Bestandsbauwerken gegeben.
Die neue DAfStb-Richtlinie zu den Belastungsversuchen von Betonbauwerken wird von Steffen Marx, Guido Bolle und Gregor Schacht erläutert. Auf der Basis der abgelösten DAfStb-Richtlinie von 2000 wurden mittlerweile Erfahrungen gesammelt und Erkenntnisse gewonnen. Die Autoren stellen die Grundlagen der Sicherheitstheorie dar, bringen Erkenntnisse zur Identifikation der Versuchsgrenzlast und erklären anhand eines Beispiels, wann ingenieurmäßig sinnvoll reduzierte Übertragungsfaktoren verwendet werden können. Wertvoll ist auch der Überblick über die internationale Praxis und die Normung zu den Belastungsversuchen.
Das Kapitel Normen und Regelwerke hat wiederum Frank Fingerloos mit großer Fachkenntnis zusammengestellt. Aufbauend auf dem Thema der Instandhaltung und damit der Verifikation bestehender Bauwerke wird die Richtlinie „Belastungsversuche an Betonbauwerken“ des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton abgedruckt. Die Verzeichnisse der wichtigsten für den Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbau relevanten Baunormen und technischen Baubestimmungen werden genauso wie die aktuellen Richtlinien und Hefte des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) und des Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins (DBV) sowie jene der Österreichischen Bautechnik Vereinigung (öbv) dargestellt.
Dieser Beton-Kalender 2022 mit den Themenschwerpunkten Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Instandhaltung stellt ein außergewöhnlich aktuelles, wissenschaftlich fundiertes und für die Ingenieurpraxis hervorragendes Nachschlagewerk dar. Erstmalig werden zukunftsweisende Themengebiete nicht nur auf Basis aktueller Forschungs- und Praxiserfahrungen aufgezeigt, sondern richtungsweisend innovative Wege und fundierte Vorschläge veröffentlicht.
Diese Beiträge mit Autoren aus Deutschland, Österreich und der Schweiz zeigen aber auch deutlich auf, dass es bisher weder bei Neubauten noch bei der Bewertung und Instandsetzung von Bestandsbauten gelungen ist, zwischen den deutschsprachigen Ländern eine Harmonisierung der Vorschriften und Normen zu erzielen. Jedes Land entwickelt mit großem Aufwand die eigenen Normen, Regelwerke und Vorschriften!
Es muss daher unser aller Anliegen sein, gerade durch die rasante Entwicklung der Digitalisierung und die absolut notwendige Verbesserung der Ressourceneffizienz und Erreichung der Klimaneutralität noch in dieser Generation, der Ingenieurkreativität wieder mehr Freiräume zu geben und die Anzahl der Regeln drastisch auf das Notwendigste zu reduzieren. Auf der Grundlage einer natur- und geisteswissenschaftlich fundierten kontinuierlichen Aus- und Weiterbildung und mit wenigen einheitlichen, europäischen Normen und Vorschriften ohne länderspezifische Anpassungen kann dem zukünftigen klimaverträglichen Bauen eine realistische Zukunft gegeben werden.
| Wien, Berlin, Darmstadt, im Juli 2021 | Konrad Bergmeister Frank Fingerloos Johann-Dietrich Wörner |
Autor:innenverzeichnis
Bastert, Heinrich, Dipl.-Ing.
Bauingenieurstudium TU Hannover,
