In der Architektur gibt es seit den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts immer wieder Bestrebungen den Baustoff Glas als tragendes Bauteil einzusetzen. So werden beispielsweise Glasträger in Dachkonstruktionen oder Glasschwerter in Fassadenkonstruktionen verbaut, um die Transparenz und damit den Eindruck der Filigranität zu erhöhen. Aufgrund des spröden Bruchverhaltens und der hohen Druckfestigkeit von Glas ist das Material für den Einsatz als ein auf Druckkraft beanspruchtes Bauteil prädestiniert. Erste Anwendungen von Glas als tragendes Bauteil in einer Konstruktion lassen sich in das 19. Jahrhundert zurückverfolgen. Bei den Pflanzen- und Gewächshäusern nach Loudonscher Bauart wurden kleinformatige Glasscheiben zur Aussteifung der gusseisernen Tragskelette genutzt. In der Moderne gibt es, wenn auch nur vereinzelt, Bemühungen, großformatige Gläser zur Aussteifung von Glasfassaden oder im druckkraftbeanspruchten Obergurt von Dachkonstruktionen am Lastabtrag zu beteiligen. Bei jeder Anwendung stellt sich für die Ingenieure die Frage, wie Kräfte aus der benachbarten Konstruktion in die Glasscheibe eingetragen werden. Die im Glasbau übliche Verklotzung der Gläser mit der Rahmenkonstruktion kann hierzu ein profanes Mittel sein. Da die zu erwartenden Klotzungskräfte bei aussteifenden Glasscheiben deutlich höher sind, als die normalerweise mit den Klotzungen aufzunehmenden Belastungen aus dem Eigengewicht der Glasscheibe, sind die üblichen Verglasungsklötze aus PVC oder Hartholz hier ungeeignet. Es stellt sich daher immer die Frage nach einem geeigneten Material und einem geeigneten Aufbau der Klotzung. Die vorliegende Arbeit beschreibt Materialuntersuchungen an Kunststoffen hinsichtlich der Eignung als hoch belastbares Klotzungsmaterial. An einer Auswahl von zehn potentiell geeigneten Kunststoffen werden Materialeigenschaften unter Zug- und Druckbeanspruchung, bei unterschiedlichen Temperaturen und bei Langzeitbelastung gegenübergestellt. Anhand der Ergebnisse werden Empfehlungen zur Eignung getroffen und die Einsatzgrenzen der Kunststoffe aufgezeigt. Neben der Tragfähigkeit der Klotzung ist vor allem die Belastbarkeitsgrenze des Glases bei der Bemessung relevant. Anhand von Finite-Element-Modellen wird die Spannungsverteilung in der Glasscheibe im Bereich der Klotzung simuliert. Durch Variation geometrischer und materialbezogener Parameter werden hier die Einflüsse auf die Spannungsverteilung in der Glasscheibe dargestellt. Nur durch einen flächigen Kontakt zwischen Klotzung und Glasscheibenkante ist eine optimale Kraftübertragung möglich. Eine Klotzungskonstruktion für hohe Lasten muss daher in der Lage sein, Maßtoleranzen und Bewegungen der Glasscheibenkante ausgleichen zu können. Anhand von Beispielen an Klotzungskonstruktionen werden Vorschläge gemacht, wie diese Problemstellung konstruktiv gelöst werden kann. Mit dem Entstehen dieser Arbeit wurde 2009 mit der Innenhofüberdachung des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais in Berlin eine neuartige Dachkonstruktion mit tragenden Glasscheiben im Obergurt verwirklicht. Abschließend wird, anhand der vom Autor für dieses Projekt entwickelten Klotzungskonstruktion, durch Bauteilversuche die Leistungsfähigkeit derartiger Klotzungen auch unter Verwendung unterschiedlicher Materialien dargestellt.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielsetzung 1.3 Abgrenzung 2 Stand der Kenntnisse 2.1 Einleitung 2.2 Pflanzen- und Gewächshäuser im Europa des 19. Jahrhunderts 2.3 Konstruktiver Glasbau 2.3.1 Allgemeines 2.3.2 Glasdach der Lindener Volksbank 2.3.3 Glaskuppel des Weltbildverlages und Glastonne des Maximilianmuseums in Augsburg 3 Ein Glasdach über dem Innenhof des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais in Berlin 3.1 Einleitung 3.2 Zur Geschichte 3.3 Entwurf 3.4 Tragwerk 3.5 Genehmigungsverfahren 3.6 Ausführung 4 Aufbau und Wirkungsweise der Klotzung 4.1 Die Klotzung im Glasbau 4.2 Glas 4.2.1 Flachglas im Bauwesen 4.2.2 Glasarten für die Anwendung im Bauwesen 4.2.3 Thermisch vorgespanntes Glas 4.2.4 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas 4.2.5 Qualität der Glaskanten 4.2.6 Bemessungsverfahren im Glasbau 4.3 Materialien für Klotzungskonstruktionen 4.3.1 Allgemeine Anforderungen 4.3.2 Kunststoffe 4.3.3 Kurzfaserverstärkte Thermoplaste 4.3.4 Mörtelsysteme 5 Substanzuntersuchungen an Kunststoffen 5.1 Materialauswahl 5.2 Eigenschaften der Kunststoffe 5.2.1 POM Polyacetal 5.2.2 PA Polyamid 5.2.3 PET Polyethylenterephthalat 5.2.4 PI Polyimide 5.2.5 PEEK Polyetheretherketon 5.3 Uniaxiale Zugkraftbeanspruchung 5.3.1 Allgemeines 5.3.2 Prüfkörper 5.3.3 Prüfmaschine und Konditionierung 5.3.4 Eingangswerte 5.3.5 Versuchsdurchführung 5.3.6 Versuchsergebnisse bei 23°C 5.3.7 Versuchsergebnisse bei +50°C 5.3.8 Versuchsergebnisse bei -20°C 5.3.9 Zusammenfassung 5.4 Uniaxiale Druckkraftbeanspruchung 5.4.1 Allgemeines 5.4.2 Versuchsdurchführung 5.4.3 Versuchsergebnisse 5.4.4 Zusammenfassung 5.5 Technisch nutzbare Kurzzeit-Druckfestigkeit 5.5.1 Allgemeines 5.5.2 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit nach dem Prinzip der maximalen Druckspannung 5.5.3 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung der Stauchung 5.5.4 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung des Steifigkeitsverlustes 5.5.5 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung der viskosen Dehnung 5.6 Verformungsverhalten unter statischer Langzeitbelastung 5.6.1 Allgemeines 5.6.2 Mathematische Modelle zur Abbildung des viskoelastischen Materialverhaltens 5.6.3 Zeitstand-Druckversuch 5.6.4 Kriechversuche an Rohrquerschnitten mit geringer Höhe 5.6.5 Kriechversuche mit PEI an schlanken Prüfkörpern mit Rechteckquerschnitt 5.7 Dynamisch-Mechanische Analyse 5.7.1 Grundlagen 5.7.2 DMA - 3-Punktbiegung 5.7.3 DMA - Zugversuch 5.7.4 Auswertung 5.8 Reibkoeffizient Kunststoff auf Glas 5.9 Zusammenfassung und Wertung 6 Konstruktive Ausbildungen von Klotzungskonstruktionen 6.1 Lasteinleitung in eine ideal plane Scheibenkante 6.1.1 Definition der ideal planen Scheibenkante 6.1.2 Klotzung einer Einzelscheibe 6.1.3 Klotzung eines VSG ohne Versatz 6.2 Ausgleich von Schiefstellungen der Scheibenkante durch die Klotzungskonstruktion 6.3 Ausgleich von Maßtoleranzen durch die Klotzungskonstruktion 6.4 Gleichmäßige Lasteinleitung in Scheibenkanten mit Versatz 6.4.1 Allgemeines 6.4.2 Klotzung eines VSG mit Kantenversatz durch die Verwendung von Mörtelsystemen 6.4.3 Klotzung einer Einzelscheibe eines VSG 6.4.4 Klotzung eines VSG mit Versatz durch ein Mehrfach-Scharniergelenk 6.5 Konstruktionsleitfaden 6.5.1 Anforderungen und Empfehlungen an die Klotzung 6.5.2 Anforderungen und Empfehlungen an die Glasscheibe 6.5.3 Geometrische Anforderungen und Empfehlungen 6.5.4 Vorgehen 7 Numerische Berechnungen 7.1 Spannungsverteilung in der Glaskante bei Einleitung von Klotzungslasten 7.1.1 Allgemeines 7.1.2 Vereinfachtes Modell der Lasteinleitung in die Glaskante 7.1.3 Einfluss des Randabstandes der Klotzung auf die Spannungsverteilung an der Glaskante 7.1.4 Einfluss des Reibkoeffizienten μ zwischen Kontaktmaterial und Glaskante auf die Spannungsverteilung an der Glaskante 7.2 FE-Modell der Klotzung für das Glasdach des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais 7.2.1 Einleitung 7.2.2 FE-Modell 7.2.3 Ergebnisse der FE-Berechnung 8 Experimentelle Untersuchungen an Klotzungskonstruktionen 8.1 Keilförmiger Kontaktklotz 8.1.1 Grundlagen 8.1.2 Versuchsaufbau 8.1.3 Versuchsdurchführung 8.1.4 Versuchsergebnisse 8.1.5 Zusammenfassung 8.2 Klotzungskonstruktion der Innenhofüberdachung des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais in Berlin 8.2.1 Grundlagen 8.2.2 Versuchsaufbau 8.2.3 Versuchsdurchführung 8.2.4 Versuchsergebnisse 8.3 Last-Verformungs-Verhalten einer 3-teiligen Klotzung 8.3.1 Grundlagen 8.3.2 Versuchsaufbau 8.3.3 Versuchsdurchführung 8.3.4 Versuchsergebnisse 9 Ergebnisse und Bewertung 10 Ausblick 11 Literatur 11.1 Fachbücher und Fachaufsätze 11.2 Normen und Richtlinien 11.3 Zulassungen und Gutachten 11.4 Produktdatenblätter 12 Abbildungsnachweis 13 Bezeichnungen 13.1 Formelzeichen 13.2 Abkürzungen / Since the nineteen-fifties architects are attempting to use the building material glass as a structural member. For example, glass beams are used in roof constructions, and glass fins are part of façade constructions in order to achieve a higher level of transparency and to ensure a filigree appearance. Due to its brittle fracture behaviour and its high compressive strength, glass is predestined for the use as compression member. First documented applications of glass as a structural member in a construction can be found in the nineteenth century. In the greenhouses architecture built in the style of Loudon small glass panes were used for stiffening the cast-iron frame structure. In modern times, there are sporadic efforts to utilize largescale glass panes as a means of stiffening glass façades, or as part of the load-bearing upper chord of roof constructions where it is under compression forces. With each application, engineers have to consider how forces are to be transferred from the surrounding construction into the glass pane. In the field of glass structures, the common method of blocking a glass pane with its frame construction can be a suitable means. Because the blocking forces of stiffening glass panes are expected to be much higher than the forces which normally occur when transferring the dead load of glass panes into blocks, the commonly used materials PVC and hardwood are not sufficient. The question of a suitable block material and suitable blocking design must be answered. This dissertation presents material tests on plastics relating to their applicability as a highly resilient block material. Out of a selection of ten potentially suitable plastics the material properties under tensile and compressive load, under different temperatures, and under long-term load are examined. The results of these tests are used to formulate recommendations on suitability and limits of the tested materials. In addition to the bearing capacity of the blocking, mainly the strenght of glass is relevant for the dimensioning. Using finite-element-models, the stress distribution in the glass pane near the blocking is simulated. By varying geometric and material related parameters, the influence on the stress distribution is studied. Optimal load-bearing is only possible when the edge of a glass pane is in contact with the whole surface of the block material. This means, that a high-load-bearing blocking structure has to be able to compensate tolerances and movements of the glass pane. Some examples are presented to show how this problem can be solved constructionally. In 2009 – while this dissertation was being written – the roofing above the inner courtyard of the former Reichstagspräsidentenpalais in Berlin was built using a new type of roof construction, which uses load-bearing glass panes in the upper chord of the truss. Finally, the performance of the blocking construction, which the author developed for this project, is analysed by means of component tests and the use of different block materials.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielsetzung 1.3 Abgrenzung 2 Stand der Kenntnisse 2.1 Einleitung 2.2 Pflanzen- und Gewächshäuser im Europa des 19. Jahrhunderts 2.3 Konstruktiver Glasbau 2.3.1 Allgemeines 2.3.2 Glasdach der Lindener Volksbank 2.3.3 Glaskuppel des Weltbildverlages und Glastonne des Maximilianmuseums in Augsburg 3 Ein Glasdach über dem Innenhof des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais in Berlin 3.1 Einleitung 3.2 Zur Geschichte 3.3 Entwurf 3.4 Tragwerk 3.5 Genehmigungsverfahren 3.6 Ausführung 4 Aufbau und Wirkungsweise der Klotzung 4.1 Die Klotzung im Glasbau 4.2 Glas 4.2.1 Flachglas im Bauwesen 4.2.2 Glasarten für die Anwendung im Bauwesen 4.2.3 Thermisch vorgespanntes Glas 4.2.4 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas 4.2.5 Qualität der Glaskanten 4.2.6 Bemessungsverfahren im Glasbau 4.3 Materialien für Klotzungskonstruktionen 4.3.1 Allgemeine Anforderungen 4.3.2 Kunststoffe 4.3.3 Kurzfaserverstärkte Thermoplaste 4.3.4 Mörtelsysteme 5 Substanzuntersuchungen an Kunststoffen 5.1 Materialauswahl 5.2 Eigenschaften der Kunststoffe 5.2.1 POM Polyacetal 5.2.2 PA Polyamid 5.2.3 PET Polyethylenterephthalat 5.2.4 PI Polyimide 5.2.5 PEEK Polyetheretherketon 5.3 Uniaxiale Zugkraftbeanspruchung 5.3.1 Allgemeines 5.3.2 Prüfkörper 5.3.3 Prüfmaschine und Konditionierung 5.3.4 Eingangswerte 5.3.5 Versuchsdurchführung 5.3.6 Versuchsergebnisse bei 23°C 5.3.7 Versuchsergebnisse bei +50°C 5.3.8 Versuchsergebnisse bei -20°C 5.3.9 Zusammenfassung 5.4 Uniaxiale Druckkraftbeanspruchung 5.4.1 Allgemeines 5.4.2 Versuchsdurchführung 5.4.3 Versuchsergebnisse 5.4.4 Zusammenfassung 5.5 Technisch nutzbare Kurzzeit-Druckfestigkeit 5.5.1 Allgemeines 5.5.2 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit nach dem Prinzip der maximalen Druckspannung 5.5.3 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung der Stauchung 5.5.4 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung des Steifigkeitsverlustes 5.5.5 Bestimmung der Kurzzeit-Druckfestigkeit durch Begrenzung der viskosen Dehnung 5.6 Verformungsverhalten unter statischer Langzeitbelastung 5.6.1 Allgemeines 5.6.2 Mathematische Modelle zur Abbildung des viskoelastischen Materialverhaltens 5.6.3 Zeitstand-Druckversuch 5.6.4 Kriechversuche an Rohrquerschnitten mit geringer Höhe 5.6.5 Kriechversuche mit PEI an schlanken Prüfkörpern mit Rechteckquerschnitt 5.7 Dynamisch-Mechanische Analyse 5.7.1 Grundlagen 5.7.2 DMA - 3-Punktbiegung 5.7.3 DMA - Zugversuch 5.7.4 Auswertung 5.8 Reibkoeffizient Kunststoff auf Glas 5.9 Zusammenfassung und Wertung 6 Konstruktive Ausbildungen von Klotzungskonstruktionen 6.1 Lasteinleitung in eine ideal plane Scheibenkante 6.1.1 Definition der ideal planen Scheibenkante 6.1.2 Klotzung einer Einzelscheibe 6.1.3 Klotzung eines VSG ohne Versatz 6.2 Ausgleich von Schiefstellungen der Scheibenkante durch die Klotzungskonstruktion 6.3 Ausgleich von Maßtoleranzen durch die Klotzungskonstruktion 6.4 Gleichmäßige Lasteinleitung in Scheibenkanten mit Versatz 6.4.1 Allgemeines 6.4.2 Klotzung eines VSG mit Kantenversatz durch die Verwendung von Mörtelsystemen 6.4.3 Klotzung einer Einzelscheibe eines VSG 6.4.4 Klotzung eines VSG mit Versatz durch ein Mehrfach-Scharniergelenk 6.5 Konstruktionsleitfaden 6.5.1 Anforderungen und Empfehlungen an die Klotzung 6.5.2 Anforderungen und Empfehlungen an die Glasscheibe 6.5.3 Geometrische Anforderungen und Empfehlungen 6.5.4 Vorgehen 7 Numerische Berechnungen 7.1 Spannungsverteilung in der Glaskante bei Einleitung von Klotzungslasten 7.1.1 Allgemeines 7.1.2 Vereinfachtes Modell der Lasteinleitung in die Glaskante 7.1.3 Einfluss des Randabstandes der Klotzung auf die Spannungsverteilung an der Glaskante 7.1.4 Einfluss des Reibkoeffizienten μ zwischen Kontaktmaterial und Glaskante auf die Spannungsverteilung an der Glaskante 7.2 FE-Modell der Klotzung für das Glasdach des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais 7.2.1 Einleitung 7.2.2 FE-Modell 7.2.3 Ergebnisse der FE-Berechnung 8 Experimentelle Untersuchungen an Klotzungskonstruktionen 8.1 Keilförmiger Kontaktklotz 8.1.1 Grundlagen 8.1.2 Versuchsaufbau 8.1.3 Versuchsdurchführung 8.1.4 Versuchsergebnisse 8.1.5 Zusammenfassung 8.2 Klotzungskonstruktion der Innenhofüberdachung des ehemaligen Reichstagspräsidentenpalais in Berlin 8.2.1 Grundlagen 8.2.2 Versuchsaufbau 8.2.3 Versuchsdurchführung 8.2.4 Versuchsergebnisse 8.3 Last-Verformungs-Verhalten einer 3-teiligen Klotzung 8.3.1 Grundlagen 8.3.2 Versuchsaufbau 8.3.3 Versuchsdurchführung 8.3.4 Versuchsergebnisse 9 Ergebnisse und Bewertung 10 Ausblick 11 Literatur 11.1 Fachbücher und Fachaufsätze 11.2 Normen und Richtlinien 11.3 Zulassungen und Gutachten 11.4 Produktdatenblätter 12 Abbildungsnachweis 13 Bezeichnungen 13.1 Formelzeichen 13.2 Abkürzungen

Veränderte Randbedingungen erfordern modifizierte Betriebsregeln. Während die güteorientierte Bewirtschaftung von Stauräumen in der Vergangenheit hauptsächlich bei der langfristigen Bewirtschaftung eine Rolle spielte, gewinnt sie in jüngerer Zeit immer mehr auch bei der kurzfristigen Abflusssteuerung als Vorentlastung und während der Hochwasserereignisse an Bedeutung. Dabei soll vor allem die Entlastung aus Horizonten mit geringerer Wasserqualität ermöglicht werden. Gleichzeitig kann es notwendig werden, im Hochwasserfall insgesamt mehr vorzuentlasten und die Entnahmeeinrichtungen mit einzubeziehen. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit den diesbezüglichen Möglichkeiten bei Nutzung vorhandener Entnahmeeinrichtungen und den Anforderungen an bauliche Ergänzungen. Es werden Grundsätze für die Planung, die Berechnung, den Betrieb und die Überwachung sowie Beispiele aus hydraulischer Sicht besprochen.

Reliable and precise information about possible floods, related water levels and inundation areas are needed even in urban areas to minimize potential damages. An important requirement for this issue is to adapt the stage-discharge relations to the changing constraints which could arise from morphology and hydrology. This paper reconsiders the use of historical hydrologic data in urban areas which have fundamentally changed even concerning the river beds, cross sections and floodplain areas. By means of a historical approach the flood statistics have been updated with surprising results.

Eigentümer und Betreiber von Anlgen mit einem großen Gefahrenpotential sind gehalten, den zuständigen Behörden Auskunft über mögliche Folgen eines Störfalles zu erteilen. Für den unwahrscheinlichen Fall des Bruches eines Absperrrbauwerkes können diesbezügliche Informationen erarbeitet werden.

In Deutschland werden Verkehrsflächenbefestigungen größtenteils auf der Grundlage empirisch gewonnener Erkenntnisse dimensioniert und ausgeführt. Die Dimensionierung der Dicken der gebundenen und ungebundenen Schichten von Straßenbefestigungen erfolgt unter Anwendung der RStO 12. Des Weiteren wird das Gebrauchsverhalten der Baustoffgemische dieser Schichten indirekt über ihre Zusammensetzung und einige wenige leistungsbezogene Prüfverfahren beschrieben. Da die Beanspruchung der Straßenbefestigungen in Deutschland aufgrund der Verkehrsentwicklung in den nächsten Jahren weiter zunehmen wird, reichen die traditionellen Prüfverfahren der indirekten Ansprache der Asphalteigenschaften jedoch nicht mehr aus, das Performance-Verhalten von im Straßenbau eingesetzten Asphalten zuverlässig prognostizieren zu können. Um dennoch die noch vorhandenen Ressourcen (z. B. Bitumen) effizienter zu nutzen, den Verkehrsteilnehmern ein weitgehend sicheres und dauerhaftes Verkehrsnetz zu bieten, weniger Verkehrsstaus aufgrund von Erhaltungs- bzw. Erneuerungsmaßnahmen von Straßen und der damit verbundenen Beeinträchtigung der Mobilität zu erzeugen, ist es von großer Bedeutung, die einzelnen Konstruktionsschichten von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt ihrer Beanspruchung entsprechend zu konzipieren. Die daraus resultierende Notwendigkeit weiterführender Untersuchungen definiert das Ziel dieser Arbeit. Das Ziel besteht darin, Kenntnisse über die Auswirkungen der Veränderung der Zusammensetzung von Asphaltgemischen auf die Ermüdungsbeständigkeit von Asphaltbefestigungen zu erlangen. Während bisher durchgeführte Forschungsvorhaben zum Einfluss der Zusammensetzung auf das Ermüdungsverhalten von Asphalten bei der Bewertung dieser Eigenschaft nur die Lastwechselzahl bei bestimmten Beanspruchungsgrößen (z. B. Spannung) herangezogen haben, bei der das Versagen eines Probekörpers (z. B. Bruch) eintritt, sollen die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen das gesamte Spektrum an möglichen Belastungen aus Verkehr und Temperatur, welche auf eine Asphaltbefestigung einwirken können, berücksichtigen. Zunächst erfolgt eine theoretische Einführung zum Material- und Ermüdungsverhalten von Asphalt, den in Deutschland angewendeten analytischen Verfahren der Dimensionierung von Ver-kehrsflächenbefestigungen aus Asphalt sowie eine Zusammenfassung bisheriger Forschungsarbeiten zum Einfluss der Zusammensetzung von Asphaltgemischen auf ihr Steifigkeits- und Ermüdungsverhalten (dimensionierungsrelevante Materialeigenschaften). Weiterhin werden die erforderlichen statistischen Analysen zur Auswertung der Ergebnisse zum Einfluss der Variation der Asphaltzusammensetzung in ihren Wirkungen auf diese Materialeigenschaften geschildert. Es werden die zu untersuchenden Asphaltvarianten, die Bestimmung des Ermüdungs- und Steifigkeitsverhaltens mit dem Spaltzug-Schwellversuch und die Festlegungen für die Durchführung der rechnerischen Dimensionierung einer fiktiven Asphaltbefestigung erläutert. Im Hauptteil der Arbeit werden die Ergebnisse der Variation der Zusammensetzung der untersuchten Asphaltgemische auf die versuchstechnisch ermittelten dimensionierungsrelevanten Materialeigenschaften, dargestellt. Die Ergebnisse der Dimensionierungsberechnungen unter Verwendung der versuchstechnisch ermittelten Materialeigenschaften zeigten, dass die Ermüdungsbeständigkeit von Asphaltbefestigungen erheblich durch die Zusammensetzung von Asphalttragschichtgemischen beeinflusst wird. / In Germany, pavement structures are commonly designed based on empirical knowledge. The thickness design of the bound and unbound pavement layers in Germany is currently chosen using the empirical design guideline RStO 12. Furthermore, the performance of the materials used in the pavement structure is described indirectly through the composition, and the results of defined performance-based test methods. Because the traffic volume in Germany will increase in future, the traditional testing methods (indirect testing methods) to describe the asphalt properties are no longer sufficient to be able to predict the performance of asphalt mixes used in pavements reliable. In order to use the still existing resources (e.g. bitumen) efficiently, to offer users a mostly safe and sustainable transport network, to minimize traffic congestion resulting from maintenance and renewal measures of pavements and the associated impact of mobility of the users, is required to design the pavement layers according to their stress and strain condition in the pavement. For this reason, the thesis aims to gain knowledge about the impact of the change in the asphalt mix composition on the fatigue resistance of asphalt pavements. Research projects previously conducted have used the influence of the mix composition on the fatigue behavior of asphalt the number of load cycles at certain loading parameters (e.g. stress) only in which the failure of a test specimen (e.g. failure) occurs. However, the tests conducted in this research covered the entire range of possible traffic loads and temperature conditions, which can act on a asphalt pavement in reality. Firstly, a theoretical introduction regarding the material and fatigue behavior of asphalt mixes and the German analytical design method for asphalt pavements are presented. In addition, a summary of previous research on the influence of the asphalt mix composition in terms of stiffness and fatigue behavior as well as the design relevant material properties is given. Furthermore, the statistical analyzes necessary to evaluate the results in dependence on the variation of the asphalt mix composition and their effects on these material properties are described in detail. The asphalt mixes investigated, the procedure to determine the fatigue and master curve using the results of indirect tensile tests and the analytical design procedure for a “fictive“ asphalt pavement structure are explained in detail The main part of the dissertation presents the influence of the asphalt mix composition on the design relevant material properties which were determined experimentally using the results of appropriate laboratory tests. The results of the pavement design analysis taking into the material properties which were determined using the result of laboratory tests showed, that the fatigue resistance of asphalt pavements is significantly affected by the composition of asphalt basecourse.

Progress in nanotechnology has promoted an increasing interest in the rational design of the emerging hierarchical aerogels, which represents a second stage of the NC-based aerogel research. By fine-tuning the surface properties of the backbones, metallic hierarchical aerogels are able to address the growing demands of advanced electrocatalysts. In this dissertation, three types of metallic hierarchical aerogels were designed by introducing different nanostructures (i.e. hollow, porous/dendritic and core-shell) and alloy effects (with noble or transition metals) into the aerogels. Thus, as a proof-of-concept for fuel cells, advanced electrocatalytic performances have been achieved on the resulting metallic hierarchical aerogels towards both anode (oxidation of ethanol) and cathode (reduction of oxygen) reactions. First, alloyed PdxNi hollow nanospheres with controlled composition and shell thickness were utilized as building blocks for the design of hierarchical aerogels. The combination of transition-metal doping, hollow interior, as well as the 3D aerogel structure make the resulting aerogels promising electrocatalysts for ethanol oxidation with a mass activity up to 5.6-fold higher than that of the Pd/C. Second, continuously shape-engineering of the building blocks (ranging from hollow shells to dendritic shapes) was achieved by the synthesis of a series of multimetallic Ni-PdxPty hierarchical aerogels. By optimization of the nanoscale morphology and the chemical composition, the Ni-Pd60Pt40 aerogel exhibits remarkable electrocatalytic activity for oxidation of ethanol. Moreover, the particle growth mechanism underlying the galvanic replacement was revealed in terms of nanowelding of the nanoparticulate reaction intermediates based on experimental and theoretical results. Third, a universal approach was demonstrated for core-shell structuring of metallic aerogels by coating of an ultrathin Pt shell on a composition-tunable Pd-based alloyed core. Their activities for oxygen reduction exhibit a volcano-type relationship as a function of the lattice parameter of the core substrate. Largely improved Pt utilization efficiency was accomplished based on the core-shell motifs, as the mass activity reaches 5.25 A mg-1Pt which are 18.7 times higher than those of Pt/C. Different from the conventional aerogels with nanowire-like backbones, those hierarchical aerogels are generally comprised of at least two levels of architectures, i.e. an interconnected porous structure on the macroscale and a specially designed configuration at local backbones at the nanoscale. This combination “locks in” the inherent properties of the NCs, so that the beneficial genes obtained by nano-engineering are retained in the resulting monolithic hierarchical aerogels. These results expand the exploitation approach of the electrocatalytic properties of aerogels into morphology control of their NBBs and are of great importance for the future development of aerogels for many other electrochemical reactions.

Lastabtragende Klebverbindungen stellen im Konstruktiven Glasbau einen wesentlichen Forschungsgegenstand der vergangenen Jahre dar. Getrieben von gestalterischen Gesichtspunkten sind dabei die transparenten Klebstoffe von besonderem wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse. Die vorliegende Arbeit widmet sich ausschließlich der Klebstoffgruppe der zweikomponentigen Epoxidharze, da diese im Konstruktiven Glasbau bisher kaum Beachtung finden. Detaillierte Informationen zu den Eigenschaften und zum Verhalten fehlen fast vollständig und werden innerhalb der vorliegenden Arbeit geschaffen. Die durchgeführten Untersuchungen gliedern sich in die Untersuchungen zur Wahl eines geeigneten Epoxidharzes, in die Untersuchungen der Verarbeitungsbedingungen und in die Charakterisierung der optimierten Klebverbindung. Ferner wurden auch konstruktive Maßnahmen zum Schutz der Klebschicht in die Untersuchungen eingebunden. Innerhalb des Untersuchungsprogramms wurde großer Wert auf eine ausgewogene Gewichtung unterschiedlicher Kriterien gelegt. In die engere Auswahl kamen acht Epoxidharzklebstoffe, die grundlegend untersucht und analysiert wurden. Im Ergebnis konnte ein vielversprechender Klebstoff ausgewählt werden. Die weiterführenden Untersuchungen zu den Verarbeitungsbedingungen hatten die Optimierung des Eigenschaftsprofils zum Ziel. Sowohl die thermische Stabilität des Klebstoffs als auch das Anfangs- und das Restbruchverhalten der Glas-Metall-Verbindungen konnten nennenswert verbessert werden. Ebenso wurde die Wirksamkeit der konstruktiven Schutzmaßnahmen erfolgreich nachgewiesen. Aus den Ergebnissen und deren Wertung konnten abschließend Handlungsempfehlungen für den Einsatz transparenter Epoxidharze in Glastragwerken abgeleitet werden. Die sich nach den eigenen Untersuchungen ergebenden, weiteren offenen wissenschaftlichen Fragestellungen und deren zugehöriger Forschungsbedarf werden am Ende ebenfalls erörtert.

Im Anschluss an die von der Fugro Consult GmbH durchgeführte geotechnische Baugrunderkundung für die geplante Erweiterung eines Öl- und Gasterminals im Sangachal Distrikt südlich von Baku, Aserbaidschan, wurde durch die Fugro Consult GmbH in Zusammenarbeit mit Fugro Loadtest ein geotechnisches Monitoring-Programm in Form von Pfahlprobebelastungen durchgeführt und in diesem Zusammenhang verschiedene statische Zustände simuliert. Neben Vertikallasten, den Hauptlasten aus den zukünftigen Bauwerken, wurden auch horizontale Lasten am Pfahlkopf aufgetragen und mit verschiedenen Monitoring-Methoden während der Versuchsdurchführung überwacht. Das Monitoring-Programm wurde in zwei Feldkampagnen durchgeführt. In der ersten Kampagne wurden Probepfähle an ausgewählten Lokationen bis zum Versagen belastet, um Grenzzustände zu ermitteln, das Pfahldesign zu optimieren und die in der Baugrunderkundung ermittelten geotechnischen Parameter zu überprüfen. In einer zweiten Kampagne wurden dann Bauwerkspfähle getestet, um die Qualität der Pfahlherstellung zu prüfen und die vom Statiker vorgegebenen zulässigen Setzungen der Pfähle unter der geplanten Bauwerkslast zu kontrollieren. / Following the geotechnical site investigation for the extension of the Oil- and Gas terminal in the Sangachal district, south of Baku, Azerbaijan performed by Fugro Consult GmbH a comprehensive pile monitoring program was performed subsequently by Fugro Consult GmbH in collaboration with Fugro Loadtest. The monitoring program comprised full scale static axial, lateral and bi-directional pile load tests using the O-cell® method. Beside vertical loads induced by the future building, also lateral loads were applied and monitored by means of different monitoring methods. The monitoring Program was performed in two field campaigns. During the first campaign only preliminary piles were loaded until failure in order to determine the ultimate limit state, to optimize the pile design and to verify the geotechnical parameter acquired during the preceding site investigation. During the second field campaign only working piles were tested to assure constant quality during pile installation and to confirm that allowable settlements stipulated by the designer are not exceeded.

Luftbildbefliegungen unbemannt und bemannt sind aktuelle Technologien zur Erfassung der Umwelt. Die Interpretation der Produkte ist enorm vielseitig. Nicht immer werden jedoch die geometrischen Wünsche nach der Genauigkeit von Punkten, Linien und Flächen erfüllt. Im Vortrag werden die einzuhaltenden Regeln für genaue Messungen von Lage und Höhe aufgezeigt. Insbesondere die Höhenmessgenauigkeit erscheint als das Kriterium, um diese neuen Technologien fest in den Ingenieurwissenschaften zu verankern. Es werden Beispiele gezeigt, die Höhengenauigkeiten von 2-3 cm für größere Gebiete erzielt haben. Abschließend wird ein Ausblick bezüglich neuer Entwicklungen und neuer Sensorik der Glückauf Vermessung GmbH gegeben. / Aerial photography unmanned and manned are newer technologies for detecting the environment. The interpretation of the products is extremely versatile. Not always, however, the geometrical requirements are met by the accuracy of points, lines and areas. In the presentation, the rules to be observed for accurate measurements of position and height are shown. In particular, the height measurement accuracy appears as the criterion for these new technologies to anchor in the engineering sciences. Showing examples, the level of accuracy achieved by 2-3 cm for larger areas. An outlook on further developments in the Glückauf Vermessung GmbH is given.

Die Prognose von Bodenbewegungen in Untersuchungsverfahren der Bergschadenkunde gehört zu einer der grundlegend wichtigen Aufgabenstellungen in Verbindung mit bergbaulichen Arbeiten und ihrer markscheiderischen Begleitung. Die klassischen Untersuchungsmethoden der Bergschadenkunde stützen sich auf markscherische Messungen an der Tagesoberfläche und im Inneren des beobachteten Gebirgsmassives. In neuester Zeit wurden in die quantitative Prognose von Bodenbewegungen verstärkt moderne Untersuchungsmethoden der Geomechanik einbezogen, deren Anwendung sowohl eine Kenntnis der Struktur und der Geometrie der anstehenden geologischen Materialien als auch eine tiefgreifende mechanische Charakterisierung ihres Deformationsverhaltens erfordert und sich damit einer der größten Herausforderungen der geotechnischen Modellierung stellt. / The prediction of soil movements in mining subsidence studies is one of the most important disciplines in connection with mining works and their geodetic measurement control. The classical methods of mining subsidence analysis are based on measaurements of the ground surface. Lately, geomechanic methods have been included into the quantitative prediction soil movements, requiring both detailed knowledge on the structure and geometry of the geologic materials in the ground and a profound characterization of their expected deformation behaviour, leading to one of the greatest challenges in geotechnical modelling.