Bewehrter Beton ist das heutzutage am meisten verwendete Baumaterial. Es ist universell und preiswert nahezu überall auf der Welt herstellbar. Damit einhergehen allerdings ein hoher CO2-Ausstoß und ein beträchtlicher Verbrauch an natürlichen Ressourcen. Im DFG-Schwerpunktprogramm 1542 wurden deshalb verschiedenste Ansätze erforscht, wie das Material effizienter eingesetzt und damit der Betonbau zukunftsfähig gemacht werden kann. Im vorliegenden Abschlussbericht zum SPP 1542 „Leicht Bauen mit Beton“ (gefördert von 2011 bis 2022) werden die wichtigsten Ergebnisse vorgestellt.:S. Scheerer, M. Curbach: Vorwort | Preface S.13 Teil 1: SPP-Projekte | Part 1: SPP projects A. M. Bauer, M. Breitenberger, K.-U. Bletzinger: Nichtlineare Optimierung geometrisch definierter Fugen von räumlich gekrümmten Betonfertigteilen mit isogeometrischen Verfahren | Non-linear optimization of geometrically defined joints of spatially curved prefabricated concrete elements with isogeometric analysis S.18 L. Ledderose, S. Lehmberg, F. Wirth, H. Kloft, H. Budelmann: Entwicklung neuartiger Verbindungen für komplexe Stab-, Flächen- und Raumtragelemente aus UHPFRC | Development of novel jointing systems for complex beam surface and spatial elements made of UHPFRC S. 50 J. D. van der Woerd, J. Hegger, R. Chudoba: Entwurf und Herstellung von dünnwandigen Faltwerken aus zementbasierten Verbundwerkstoffen | Design and construction of folded plate structures made of novel cementitious composites S. 90 A. Schmidt, M. Curbach: Querschnittsadaption für stabförmige Druckbauteile | Cross sectional adaption for rod-shaped elements in compression S. 118 M. Frenzel, K. Farwig, M. Curbach: Leichte Deckentragwerke aus geschichteten Hochleistungsbetonen | Lightweight ceiling structures made of layered high-performance concrete S. 144 S. Baron, J. Mainka, H. W. Hoffmeister, K. Dröder, H. Kloft: Non-Waste-Wachsschalungen: Neuartige Präzisions-Schalungen aus 100 % recycelbaren Industrie-Wachsen zur Herstellung von geometrisch komplexen Beton-Bauteilen | Non-Waste-Wax-Formwork: Novel precise formwork-technology on basis of 100% recyclable industrial wax for the fabrication of geometrically complex concrete elements S. 170 D. Busse, M. Empelmann: Ultraleichte, dünnwandige stabförmige Betonhohlbauteile | Ultra-light, thin-walled hollow concrete members S. 196 M. Henke, O. Fischer: Formoptimierte filigrane Stäbe aus UHPC und korrosionsfreier CFK-Bewehrung für variable räumliche Stabtragwerke | Shape optimized filigree rods made of UHPC and non-corrosive CFRP reinforcement for variable three-dimensional trusses S. 226 D. Schmeer, M. Wörner, H. Garrecht, O. Sawodny, W. Sobek: Effiziente automatisierte Herstellung multifunktional gradierter Bauteile mit mineralischen Hohlkörpern | Efficient automated production of multifunctional graded components with mineral hollow bodies S. 250 S. Illguth, D. Lowke, T. Kränkel, C. Gehlen: Schalentragwerke mit funktionaler Gradierung | Shell structures with functional grading S. 284 D. Weger, D. Talke, D. Lowke, K. Henke, C. Gehlen, S. Winter: Additive Fertigung frei geformter Betonbauteile durch selektives Binden mit calciumsilikatbasierten Zementen | Additive manufacturing of free formed concrete elements by selective binding with calcium silicate based cements S. 300 C.-A. Graubner, U. Knaack, T. Proske, B. Freund, M. Michel, S. Hickert: Grundlagen zur Entwicklung adaptiver Schalungssysteme für frei geformte Betonbauteile | Fundamental research towards an adaptive formwork system development for freeform concrete building components S. 328 A. Stark, J. Hegger: Sandwichbauteile mit gefalteten und gekrümmten Betondeckschichten | Sandwich panels with folded plate and curved concrete facings S.356 W. Jäger: Untersuchungen zu Trageigenschaften von plattenförmigen Betonleichtbauelementen in Kreuz-Kanal-Technologie | Investigations into the load-bearing properties of slab-shaped lightweight concrete elements in CC technology S.390 M. Schneider, H. Andrä, C. Kohlmeyer, S. Oster: Konstruktion und Optimierung von Klebeverbindungen für Platten- und Scheibenbauteile aus hochfestem Beton | Construction and optimization of adhesive joints for plate and shell construction elements composed of high performance concrete S.412 H. Funke, A. Ehrlich, L. Ulke-Winter, C. Petzoldt, S. Gelbrich, L. Kroll: Flexible GFK-Schalungen zur Herstellung von doppelt gekrümmten Beton-Leichtbauelementen mit stabilisierten Abstandsgewirken | Flexible GFRP-formwork for the production of double curved concrete lightweight elements with stabilized spacer fabrics S.436 H. Funke, L. Ulke-Winter, C. Petzoldt, C. Müller, S. Gelbrich, L. Kroll: Gekrümmte Beton-Leichtbauelemente mit bionisch inspirierten Krafteinleitungssystemen durch Einsatz flexibler GFK-Schalungen | Curved lightweight concrete structures with bionic inspired force transmission elements by the use of flexible GFRP-formworks S.452 L. Lohaus, J. Markowski: Wickelverstärkte Hybridrohre | Wrapping-reinforced hybrid tubes S.472 M. Schlaich, A. Goldack, J. P. Osman-Letelier, D. Lordick, K. Noack, M. Friedrich Eichenauer, R. Päßler, M. Pott: Methoden und Werkzeuge für Entwurf und Herstellung schalenartiger und dünnwandiger Betonbauteile mit Regelflächengeometrie | Methods and tools for the design and construction of thin-walled concrete structures with ruled surface geometry S.488 D. Lordick, D. Klawitter, M. Hagemann: Liniengeometrie für den Leichtbau | Line geometry for lightweight structures S.514 C. Kämper, T. Stallmann, P. Forman, J. Schnell, P. Mark: Leichte verformungsoptimierte Schalentragwerke aus mikrobewehrtem UHPC am Beispiel von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke | Light-weight shape-optimised shell structures made from high-performance concrete for collector modules of parabolic trough power plants S.536 L. Zhou, J. Simon, S. Reese: Modellreduktion und Substrukturtechnik am Beispiel von modularen Schalentragwerken aus ultrahochfestem Beton | Model order reduction and substructures – application to modular shell structures made of ultra-high performance concrete S.590 M. Schnellenbach-Held, J.-E. Habersaat: Leichte Platten aus Beton mit biaxialem Lastabtrag als bionische Strukturen S.610 O. Gericke, D. Kovaleva, W. Haase, W. Sobek: Abfallfreie Herstellung von Betonbauteilen durch die Verwendung einer gefrorenen Sandschalung | Waste-free production of concrete components by means of a frozen sand formwork S.626 M. Wörner, D. Schmeer, H. Garrecht, O. Sawodny, W. Sobek: Optimalstrukturen aus funktional gradierten Betonbauteilen – Entwurf, Berechnung und automatisierte Herstellung | Optimal structures made of functional graded concrete – design, dimensioning and automated production S.642 Teil 2: Demonstratoren und Anschlussprojekte | Part 2: Demonstrators and follow-up projects D. Busse, L. Ledderose: uni-con² – universal concrete construction S.676 C. Müller, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Carbonbeton-Schalendemonstrator | Shell demonstrator out of carbon reinforced concrete S.682 M. Koschemann, S. Scheerer: CarboLight Bridge – eine ultraleichte Konstruktion aus kohlefaserverstärktem und infraleichtem Beton | CarboLight Bridge – an ultra-lightweight construction made of carbon reinforced and infra-lightweight concrete for the German Museum in Munich S.686 S. Scheerer, B. Beckmann, J. Bielak, S. Bosbach, C. Schmidt, J. Hegger, M. Curbach: Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen – Grundlagen für eine neue Art zu bauen | CRC/Transregio 280: Design strategies for material-minimised carbon reinforced concrete structures – principles of a new approach to construction S.700 D. Talke, D. Weger, K. Henke, T. Kränkel, D. Lowke, C. Gehlen, S. Winter: Industrieller 3D-Betondruck durch selektive Zementaktivierung – Verfahren, Material, Anwendungen | Industrial 3D concrete printing by selective cement activation – process, material, applications S.706 D. Schönfelder, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Automatisierte Herstellungstechnologie zur Fertigung von dünnwandigen 3D-geformten Verbundelementen für nachhaltige energie-effiziente Fassadenlösungen – „GreenFACE“ | Automated manufacturing technology for the production of thin-walled 3D-shaped composite elements for sustainable, energy-efficient facade solutions – “GreenFACE“ S.710 A.-C. von der Heid, N. Will, J. Hegger: Weitspannende Sandwichelemente mit vorgespannten Deckschichten aus Carbonbeton | Wide-span sandwich elements with prestressed facings made of carbon reinforced concrete S.714 L. Ledderose, H. Kloft: Magnetische Ausrichtung von Mikro-Stahldrahtfasern in UHPFRC | Magnetic alignment of microsteel fibers in UHPFRC S.720 C. Petzoldt, C. Müller, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Wiederverwendbare flexible GFK-Schalungen zur Herstellung von doppelt gekrümmten Beton-Leichtbauelementen | Re-usable and flexible GFRP formwork for the production of double curved concrete lightweight elements S.726 L. Lohaus, J. Markowski, R. Rolfes, F. F. Tritschel: UHFB-Drucktragglieder (basierend auf wickelverstärkten Hybridrohren) in voll digital datengestützter Fließfertigung als Basis für eine modulare Betonbauweise | UHPC compression rods (based on wrapped hybrid tubes) in fully digitally data-supported flow production as the basis for a modular concrete construction method S.734 P. Forman, T. Stallmann, P. Mark, J. Schnell: Auslegung von Parabolrinnen für Solarkraftwerke im Originalmaßstab S.738 P. Forman, S. Penkert, P. Mark, J. Schnell: Punktfokussierende Heliostaten aus Hochleistungsbeton | Point-focusing heliostats made from high-performance concretes S. 754 D. Kovaleva, O. Gericke, W. Sobek: Herstellung von biomimetischen und biologisch inspirierten (modularen) Strukturen | Fabrication of biomimetic and biologically inspired (modular) structures S.758 O. Gericke, W. Haase, W. Sobek: Sandschalung zur Herstellung von dünnwandigen Sandwiches aus Carbonbeton | Sand formwork for the production of thin-walled sandwiches made from carbon concrete S.762 D. Nigl, D. Schmeer, W. Haase, B. Schönemann, K. Lenz, S. Steier, O. Sawodny, P. Leistner, L. Blandini, W. Sobek: Integrale Planung und Herstellung von ressourceneffizienten Betonbauteilen aus mineralischer Faserverbundbewehrung und gradiertem Beton | Design and production of resource-efficient concrete components made of mineral fibre composite reinforcement and graded concrete S.766 Teil 3: Koordination | Part 3: Coordination S. Scheerer, M. Curbach: Koordination des SPP 1542 | Coordination of SPP 1542 S.774 / Reinforced concrete is the most widely used building material today. It can be produced universally and cheaply almost anywhere in the world. However, this is accompanied by high CO2 emissions and considerable consumption of natural resources. In the DFG Priority Programme 1542, a wide variety of approaches were therefore investigated to find out how the material can be used more efficiently and thus how concrete construction can be made fit for the future. This final report on SPP 1542 “Concrete Light“ (funded from 2011 to 2022) presents the most important results.:S. Scheerer, M. Curbach: Vorwort | Preface S.13 Teil 1: SPP-Projekte | Part 1: SPP projects A. M. Bauer, M. Breitenberger, K.-U. Bletzinger: Nichtlineare Optimierung geometrisch definierter Fugen von räumlich gekrümmten Betonfertigteilen mit isogeometrischen Verfahren | Non-linear optimization of geometrically defined joints of spatially curved prefabricated concrete elements with isogeometric analysis S.18 L. Ledderose, S. Lehmberg, F. Wirth, H. Kloft, H. Budelmann: Entwicklung neuartiger Verbindungen für komplexe Stab-, Flächen- und Raumtragelemente aus UHPFRC | Development of novel jointing systems for complex beam surface and spatial elements made of UHPFRC S. 50 J. D. van der Woerd, J. Hegger, R. Chudoba: Entwurf und Herstellung von dünnwandigen Faltwerken aus zementbasierten Verbundwerkstoffen | Design and construction of folded plate structures made of novel cementitious composites S. 90 A. Schmidt, M. Curbach: Querschnittsadaption für stabförmige Druckbauteile | Cross sectional adaption for rod-shaped elements in compression S. 118 M. Frenzel, K. Farwig, M. Curbach: Leichte Deckentragwerke aus geschichteten Hochleistungsbetonen | Lightweight ceiling structures made of layered high-performance concrete S. 144 S. Baron, J. Mainka, H. W. Hoffmeister, K. Dröder, H. Kloft: Non-Waste-Wachsschalungen: Neuartige Präzisions-Schalungen aus 100 % recycelbaren Industrie-Wachsen zur Herstellung von geometrisch komplexen Beton-Bauteilen | Non-Waste-Wax-Formwork: Novel precise formwork-technology on basis of 100% recyclable industrial wax for the fabrication of geometrically complex concrete elements S. 170 D. Busse, M. Empelmann: Ultraleichte, dünnwandige stabförmige Betonhohlbauteile | Ultra-light, thin-walled hollow concrete members S. 196 M. Henke, O. Fischer: Formoptimierte filigrane Stäbe aus UHPC und korrosionsfreier CFK-Bewehrung für variable räumliche Stabtragwerke | Shape optimized filigree rods made of UHPC and non-corrosive CFRP reinforcement for variable three-dimensional trusses S. 226 D. Schmeer, M. Wörner, H. Garrecht, O. Sawodny, W. Sobek: Effiziente automatisierte Herstellung multifunktional gradierter Bauteile mit mineralischen Hohlkörpern | Efficient automated production of multifunctional graded components with mineral hollow bodies S. 250 S. Illguth, D. Lowke, T. Kränkel, C. Gehlen: Schalentragwerke mit funktionaler Gradierung | Shell structures with functional grading S. 284 D. Weger, D. Talke, D. Lowke, K. Henke, C. Gehlen, S. Winter: Additive Fertigung frei geformter Betonbauteile durch selektives Binden mit calciumsilikatbasierten Zementen | Additive manufacturing of free formed concrete elements by selective binding with calcium silicate based cements S. 300 C.-A. Graubner, U. Knaack, T. Proske, B. Freund, M. Michel, S. Hickert: Grundlagen zur Entwicklung adaptiver Schalungssysteme für frei geformte Betonbauteile | Fundamental research towards an adaptive formwork system development for freeform concrete building components S. 328 A. Stark, J. Hegger: Sandwichbauteile mit gefalteten und gekrümmten Betondeckschichten | Sandwich panels with folded plate and curved concrete facings S.356 W. Jäger: Untersuchungen zu Trageigenschaften von plattenförmigen Betonleichtbauelementen in Kreuz-Kanal-Technologie | Investigations into the load-bearing properties of slab-shaped lightweight concrete elements in CC technology S.390 M. Schneider, H. Andrä, C. Kohlmeyer, S. Oster: Konstruktion und Optimierung von Klebeverbindungen für Platten- und Scheibenbauteile aus hochfestem Beton | Construction and optimization of adhesive joints for plate and shell construction elements composed of high performance concrete S.412 H. Funke, A. Ehrlich, L. Ulke-Winter, C. Petzoldt, S. Gelbrich, L. Kroll: Flexible GFK-Schalungen zur Herstellung von doppelt gekrümmten Beton-Leichtbauelementen mit stabilisierten Abstandsgewirken | Flexible GFRP-formwork for the production of double curved concrete lightweight elements with stabilized spacer fabrics S.436 H. Funke, L. Ulke-Winter, C. Petzoldt, C. Müller, S. Gelbrich, L. Kroll: Gekrümmte Beton-Leichtbauelemente mit bionisch inspirierten Krafteinleitungssystemen durch Einsatz flexibler GFK-Schalungen | Curved lightweight concrete structures with bionic inspired force transmission elements by the use of flexible GFRP-formworks S.452 L. Lohaus, J. Markowski: Wickelverstärkte Hybridrohre | Wrapping-reinforced hybrid tubes S.472 M. Schlaich, A. Goldack, J. P. Osman-Letelier, D. Lordick, K. Noack, M. Friedrich Eichenauer, R. Päßler, M. Pott: Methoden und Werkzeuge für Entwurf und Herstellung schalenartiger und dünnwandiger Betonbauteile mit Regelflächengeometrie | Methods and tools for the design and construction of thin-walled concrete structures with ruled surface geometry S.488 D. Lordick, D. Klawitter, M. Hagemann: Liniengeometrie für den Leichtbau | Line geometry for lightweight structures S.514 C. Kämper, T. Stallmann, P. Forman, J. Schnell, P. Mark: Leichte verformungsoptimierte Schalentragwerke aus mikrobewehrtem UHPC am Beispiel von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke | Light-weight shape-optimised shell structures made from high-performance concrete for collector modules of parabolic trough power plants S.536 L. Zhou, J. Simon, S. Reese: Modellreduktion und Substrukturtechnik am Beispiel von modularen Schalentragwerken aus ultrahochfestem Beton | Model order reduction and substructures – application to modular shell structures made of ultra-high performance concrete S.590 M. Schnellenbach-Held, J.-E. Habersaat: Leichte Platten aus Beton mit biaxialem Lastabtrag als bionische Strukturen S.610 O. Gericke, D. Kovaleva, W. Haase, W. Sobek: Abfallfreie Herstellung von Betonbauteilen durch die Verwendung einer gefrorenen Sandschalung | Waste-free production of concrete components by means of a frozen sand formwork S.626 M. Wörner, D. Schmeer, H. Garrecht, O. Sawodny, W. Sobek: Optimalstrukturen aus funktional gradierten Betonbauteilen – Entwurf, Berechnung und automatisierte Herstellung | Optimal structures made of functional graded concrete – design, dimensioning and automated production S.642 Teil 2: Demonstratoren und Anschlussprojekte | Part 2: Demonstrators and follow-up projects D. Busse, L. Ledderose: uni-con² – universal concrete construction S.676 C. Müller, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Carbonbeton-Schalendemonstrator | Shell demonstrator out of carbon reinforced concrete S.682 M. Koschemann, S. Scheerer: CarboLight Bridge – eine ultraleichte Konstruktion aus kohlefaserverstärktem und infraleichtem Beton | CarboLight Bridge – an ultra-lightweight construction made of carbon reinforced and infra-lightweight concrete for the German Museum in Munich S.686 S. Scheerer, B. Beckmann, J. Bielak, S. Bosbach, C. Schmidt, J. Hegger, M. Curbach: Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen – Grundlagen für eine neue Art zu bauen | CRC/Transregio 280: Design strategies for material-minimised carbon reinforced concrete structures – principles of a new approach to construction S.700 D. Talke, D. Weger, K. Henke, T. Kränkel, D. Lowke, C. Gehlen, S. Winter: Industrieller 3D-Betondruck durch selektive Zementaktivierung – Verfahren, Material, Anwendungen | Industrial 3D concrete printing by selective cement activation – process, material, applications S.706 D. Schönfelder, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Automatisierte Herstellungstechnologie zur Fertigung von dünnwandigen 3D-geformten Verbundelementen für nachhaltige energie-effiziente Fassadenlösungen – „GreenFACE“ | Automated manufacturing technology for the production of thin-walled 3D-shaped composite elements for sustainable, energy-efficient facade solutions – “GreenFACE“ S.710 A.-C. von der Heid, N. Will, J. Hegger: Weitspannende Sandwichelemente mit vorgespannten Deckschichten aus Carbonbeton | Wide-span sandwich elements with prestressed facings made of carbon reinforced concrete S.714 L. Ledderose, H. Kloft: Magnetische Ausrichtung von Mikro-Stahldrahtfasern in UHPFRC | Magnetic alignment of microsteel fibers in UHPFRC S.720 C. Petzoldt, C. Müller, H. Funke, S. Gelbrich, L. Kroll: Wiederverwendbare flexible GFK-Schalungen zur Herstellung von doppelt gekrümmten Beton-Leichtbauelementen | Re-usable and flexible GFRP formwork for the production of double curved concrete lightweight elements S.726 L. Lohaus, J. Markowski, R. Rolfes, F. F. Tritschel: UHFB-Drucktragglieder (basierend auf wickelverstärkten Hybridrohren) in voll digital datengestützter Fließfertigung als Basis für eine modulare Betonbauweise | UHPC compression rods (based on wrapped hybrid tubes) in fully digitally data-supported flow production as the basis for a modular concrete construction method S.734 P. Forman, T. Stallmann, P. Mark, J. Schnell: Auslegung von Parabolrinnen für Solarkraftwerke im Originalmaßstab S.738 P. Forman, S. Penkert, P. Mark, J. Schnell: Punktfokussierende Heliostaten aus Hochleistungsbeton | Point-focusing heliostats made from high-performance concretes S. 754 D. Kovaleva, O. Gericke, W. Sobek: Herstellung von biomimetischen und biologisch inspirierten (modularen) Strukturen | Fabrication of biomimetic and biologically inspired (modular) structures S.758 O. Gericke, W. Haase, W. Sobek: Sandschalung zur Herstellung von dünnwandigen Sandwiches aus Carbonbeton | Sand formwork for the production of thin-walled sandwiches made from carbon concrete S.762 D. Nigl, D. Schmeer, W. Haase, B. Schönemann, K. Lenz, S. Steier, O. Sawodny, P. Leistner, L. Blandini, W. Sobek: Integrale Planung und Herstellung von ressourceneffizienten Betonbauteilen aus mineralischer Faserverbundbewehrung und gradiertem Beton | Design and production of resource-efficient concrete components made of mineral fibre composite reinforcement and graded concrete S.766 Teil 3: Koordination | Part 3: Coordination S. Scheerer, M. Curbach: Koordination des SPP 1542 | Coordination of SPP 1542 S.774

The subject of this diploma thesis is processing of a construction technological project for the preparation of the realization of a high-rise residential building in Bratislava. The thesis is based on construction technology solution. The content of thesis is a technical report, coordination situation with broader transport relations, time and financial plan, study of realization of technological stages, solution of construction organization including drawing of construction site, design of main construction machines and mechanisms, technological regulation for upsite monolithic construction, control and testing plan, item budget, detail of relief elements of the ceiling structure, drawing of the formwork of the ceiling structural floor, specific research in the field of tower cranes.

Existing reinforced concrete structures feature, as a rule, a relatively low resistance to various sorts of impact loading, such as shock, collision, or explosion. To this aim, the primary goal of the Research Training Group (in German: Graduiertenkolleg, GRK) 2250, funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), is to bring substantial improvements in the impact resistance of existing buildings by applying thin layers of strengthening material. By using innovative mineralbonded composites, public safety and reliability of vitally important existing structures and infrastructure should be significantly enhanced. The scientific basis to be developed will additionally enable to build new, impact-resistant structures economically and ecologically. The framework of the GRK 2250 as well as some achievements are herein briefly presented.

Ingenieurbauwerke sind zentrale Elemente der technischen Infrastruktur eines Landes. Ihr sicheres Funktionieren ist von entscheidender Bedeutung für die Daseinsvorsorge und die wirtschaftliche Entwicklung. In den letzten Jahren sind vor allem die bestehenden Brückenbauwerke in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit geraten. Zum einen wird nach langen Erklärungsbemühungen der Bauverwaltungen nun auch seitens der Politik endlich wahrgenommen, dass sich der Zustand der Bauwerke in den vergangenen Jahrzehnten merklich verschlechtert hat. Zum anderen sorgen die jüngsten unplanmäßigen Brückensperrungen auf Autobahnen und Eisenbahnstrecken für Verkehrsinfarkte und heftige Verspätungen. Die Bundesrepublik Deutschland verfügt über einen Bestand von ca. 40.000 Brücken auf Bundesfernstraßen mit einer Gesamtfläche von ca. 32 Millionen Quadratmetern. Der überwiegende Teil dieser Bauwerke besteht aus Stahlbeton und Spannbeton. Hinzu kommen ca. 26.000 Eisenbahnbrücken mit einer Gesamtbrückenfläche von ca. 9 Millionen Quadratmetern, ebenfalls weitgehend in Massivbauweise. Mit einem durchschnittlichen Preis von 3.500 €/m² für Straßenbrücken und von 10.000 €/m² für Eisenbahnbrücken hätten diese Bauwerke einen Wiederbeschaffungsneuwert von etwa 200 Milliarden Euro, was etwa 25 % der gesamten jährlichen Steuereinnahmen von Bund und Ländern entspricht. Hinzu kommen nochmals etwa 70.000 Brückenbauwerke im kommunalen Bestand. Der Brückenbestand Deutschlands stellt damit ein riesiges Anlagevermögen dar. Ihn vollständig zu erneuern würde erhebliche Aufwendungen verursachen. Deshalb kommt der kontinuierlichen Instandhaltung und Sanierung der Brückenbauwerke eine entscheidende Bedeutung zu.

Historische Gewölbebrücken im Netz der Deutschen Bahn sind sowohl wichtige Infrastrukturobjekte als auch prägende Kulturgüter. Viele der über 6.000 Gewölbebrücken befinden sich in einem überalterten Zustand und sind für den Abbruch vorgesehen. Eine Teilerneuerung dient weitestgehend dem Erhalt der tragenden Struktur der Bestandsbrücken. Vergleichsbetrachtungen an Gewölben mit einem Bogen und unterschiedlichen Bogenformen sind Voraussetzung für die Ableitung statisch und konstruktiv sinnvoller, ressourcenschonender, wirtschaftlicher sowie baukulturell verträglicher Sanierungskonzepte. Diese stehen immer im Zusammenhang mit den vorliegenden Schadensbildern.

In der vorliegenden Untersuchung wurden Messungen der Veränderungen der Ultraschallgeschwindigkeit in Betonproben verwendet, um die Entwicklung der Schädigung in Betonen der Festigkeitsklassen C80/C95 und C120/135 während Ermüdungsversuchen unter verschiedenen Beanspruchungsniveaus zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigten die Abhängigkeit der Entwicklung von Ermüdungsschäden von den Belastungsbedingungen und den Betoneigenschaften. Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen aus den hier vorgestellten Forschungsergebnissen ist, dass die Druckfestigkeit des Betons allein keinen Hinweis darauf gibt, ob ein Beton unter Ermüdungsbeanspruchung ein abruptes Versagen oder ein progressives und angekündigtes Versagensverhalten zeigt.

Beim Fördern von Transportbeton mittels Betonpumpen kann es zum unvorhergesehenen Blockieren der Förderleitung kommen. Die Ursachen dafür sind oftmals nicht offensichtlich und können mit rheologischen Eigenschaften des Frischbetons bzw. mit seinem Entmischungsverhalten, der Pumpleitungsgeometrie oder der Pumptechnik zusammenhängen. Die hohe Anzahl an Einflussfaktoren erschwert das Vorhersagen von Blockierungen in einem Fördersystem und ein frühzeitiges Ergreifen von Gegenmaßnahmen. Im vorliegenden Beitrag werden Erkenntnisse aus großmaßstäblichen Pumpversuchen vorgestellt. Diese Versuche wurden im Rahmen des AiF-Forschungsvorhabens „Sichere Betonförderung – Pumpbarkeit und Pumpstabilität“ (AiF-Nr. 20947 BG) durchgeführt, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Beschreibung des Blockierungsverhaltens unterschiedlicher Betone zu schaffen und der Baubranche bereitzustellen.

There are various approaches available for the durability design of non-metallic reinforcement in concrete, such are ACI 440.1R-15, BISE-99, CHBDC-07, NS3473-98, and JSCE-97.These available design approaches are very general and consolidate all effects into a single factor for each type of Fiber Reinforced Polymer (FRP) material depending on the type of fiber, which does not actually resemble the real concrete service life. Thus, more reliable design approaches are in need and have been developed in recent years which tried to simulate real-life conditions. They provide safety factors by not only considering the type of fiber, but also the moisture conditions, temperature conditions, diameter of the bar, and service life of the structure. Such design approaches need to be considered in the standards that can be applied in the concrete design context. This study was a part of my master’s thesis.

Regelflächen, das sind durch die Bewegung von Geraden erzeugte Flächen, haben für den Betonleichtbau unter den Gesichtspunkten Statik und Herstellung herausragende Eigenschaften: Auch wenn sie doppelt gekrümmt sind, können sie geradlinig bewehrt oder vorgespannt werden. Außerdem kann die Schalung beispielsweise durch Heißdrahtschneiden aus Polystyrol-Hartschaum gewonnen werden. In gängigen CAD-Systemen ist die Klasse der Regelflächen bislang nicht angemessen repräsentiert und steht deshalb für die Bauteilgestaltung nur eingeschränkt zur Verfügung. Liniengeometrie für den Leichtbau liefert nun ein mathematisches Modell, das Regelflächen und auf sie wirkende Kräfte abbildet, und entwickelt daraus Formfindungswerkzeuge, die in einer vertrauten Entwurfsumgebung das Prinzip form follows force unterstützen. [Aus. Einführung] / Ruled surfaces, which are surfaces created by the movement of straight lines, have outstanding properties for lightweight concrete construction from the viewpoints of statics and production: even if they are double-curved, they can be reinforced or prestressed in a rectilinear fashion. In addition, the formwork can be obtained ef ciently from rigid polystyrene foam by hot wire cutting, for example. In current CAD systems, the class of ruled surfaces has not yet been adequately implemented and is therefore only available to a limited extent for component design. This project Line Geometry for Lightweight Structures provides a mathematical model that represents ruled surfaces and the forces acting on them, and uses this to develop form finding tools that support the principle of form follows force in a familiar design environment. [Off: Introduction]

Against the background of global warming and the associated need to drastically reduce energy and resource consumption, action must also be taken in the building sector. Resource-efficient construction methods must be used that nevertheless allow the increasing construction tasks in areas such as infrastructure and housing to continue to be fulfilled. In order to successfully introduce a new construction method to the market, the aspects of recyclability and economic efficiency are essential, in addition to important government requirements for climate neutrality and technical performance. Above all, the economic viability, that is, the economic advantageousness, as well as its simple applicability compared to competing systems, decides on the success and widespread use of a new technology. Carbon reinforced concrete, with its outstanding technical properties and simultaneous material efficiency, is an important building block toward climate neutrality in the construction industry. It is a promising technology that still has to prove its economic advantages and robust applicability under market conditions. In addition to the infrastructure sector, there is great potential in the area of housing creation, which needs to be tapped for carbon reinforced concrete. For this challenge, it is necessary to design a competitive value chain that allows the realization of marketable products in mass production on existing plant technology. The article gives a short overview of the economic and ecological status quo in the field of prefabricated construction with carbon concrete, using the example of the C3-result building CUBE. In particular, the CUBE-BOX, which is made of prefabricated and semi-prefabricated parts, is examined in more detail and the carbon reinforced concrete components used are compared with classic reinforced concrete constructions in terms of sustainability. In this context, the conceivable global climate protection contribution of the carbon reinforced concrete construction method is forecast based on potential market segments.