Vorwort

Hochbau, Digitales Planen und Baurobotik sind die Schwerpunkte im Beton-Kalender 2024. Aktuelle Forschungsergebnisse, praktische Erfahrungen und innovative, digital basierte Planungs- und Bautrends sowie ein Verzeichnis der relevanten Baunormen inklusive des Abdrucks der DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen“ bieten hervorragendes Ingenieurwissen und stellen ein profundes Nachschlagewerk für die Ingenieurpraxis und bauwissenschaftliche Forschung dar.

Das Kapitel „Beton“ von Frank Dehn und Udo Wiens wurde in allen Bereichen wie Zusammensetzung, Herstellung und Nachbehandlung vom Normalbeton über den Sichtbeton, Leichtbeton, hochfesten Beton und Faserbeton einschließlich der Regelwerke aktualisiert. Damit spiegelt der Beitrag den neuesten Stand der Technik und aktueller Forschungsergebnisse wider. Dies betrifft insbesondere das Konzept der Betonbauqualität, den Carbonbeton, Betone unter Verwendung von Geopolymeren und alkalisch-aktivierten Bindemitteln, das Betonrecycling, die numerische Simulation des Betonverhaltens sowie das Konzept der Expositions-Widerstandsklassen im neuen Eurocode 2. Auch wird auf die derzeitige und zukünftige Betonforschung und -normung eingegangen.

Ein Schwerpunktthema hat das Autorenteam mit Christian Glock, Michael Haist, Konrad Bergmeister, Klaus Voit, Dries Beyer, Michael Heckmann, Timo Hondl, Johannes Hron, Fabian Kaufmann, Andreas Pürgstaller und Tobias Schack über „Klima- und ressourcenschonendes Bauen mit Beton“ erarbeitet. Der Beitrag gibt konkrete Handlungsempfehlungen für ein klima- und ressourcenschonendes Bauen mit Beton und Denkanstöße zum Ressourcenverbrauch, zum Abfallaufkommen und zur Kreislaufwirtschaft. Aufgrund der besonderen Rolle des Recyclingbetons werden auch die rechtlichen und normativen Grundlagen im D-A-CH-Raum betrachtet und auf die Zusammensetzung und Aufbereitung von rezyklierter Gesteinskörnung wird detailliert eingegangen. Bisherige Hemmnisse für ein umwelt- und ressourcenschonendes Bauen werden beleuchtet und erste Lösungsansätze aufgezeigt.

Der „Hochhausbau in der Praxis“ wurde von Hubert Bachmann, Roger Schmitt, Jürgen Wacker, Alexander Berger und Simon Ruppert behandelt. Dieses Kapitel fokussiert auf die Tragwerksplanung von Hochhäusern im zentraleuropäischen Raum und knüpft an den Beitrag „Hochhäuser in Stahlbeton“ von König und Liphardt aus dem Beton-Kalender 2003 an. Aus dem Blickwinkel des planenden Ingenieurs wird die Ingenieuraufgabe Hochhaus von der Gründung bis zum Hochhauskopf beschrieben. Vor dem Hintergrund stetig schlanker werdender Aussteifungstragwerke stellt dabei das Windingenieurwesen einen Schwerpunkt dar. Der Ermittlung zeitabhängiger Windlasten im Windkanalversuch und den dazugehörigen dynamischen Reaktionen gilt besonderes Augenmerk. Aus planungspraktischer Sicht werden relevante Entwurfskriterien/-methoden vorgestellt, in den Projektentwicklungsprozess eingegliedert und dabei die Schnittstellen zwischen Tragwerk und vor-/nachlaufenden Gewerken besprochen. Die baupraktische Sicht zur Herstellung von Hochhäusern in Stahlbetonbauweise rundet diesen Beitrag ab.

Das Kapitel „Nachhaltige Gründungen im Hoch- und Ingenieurbau – die Kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP)“ haben Steffen Leppla, Sebastian Fischer und Rolf Katzenbach verfasst. Hochbelastete Bauwerke, die eine Tiefgründung benötigen, können effizient in Form einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung (Herstellung) auf unterschiedlichen Böden errichtet werden. Durch die Nutzung von Energiepfählen (Betrieb) und auch durch die Wiederverwendung von Bestandsgründungen (Rückbau) kann eine Verbesserung der Nachhaltigkeit in allen Phasen des Lebenszyklus erzielt werden. Erläutert wird daher die Nachweisführung hinsichtlich der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit für Kombinierte Pfahl-Plattengründungen, deren Nutzung als geothermisch aktivierte Bauteile sowie die Wiederverwendung von Bestandsgründungen. Anhand zahlreicher Beispiele aus der Ingenieurpraxis wird der erfolgreiche Einsatz der KPP sowohl in Bezug auf die Standsicherheit als auch hinsichtlich der Nachhaltigkeit gezeigt, wobei auf die gültigen Regelwerke und Empfehlungen eingegangen wird.

Werner Fuchs hat das Thema der „nachträglich eingemörtelten Bewehrungsstäbe“ aufbereitet. Für die Ausführung nachträglicher Bewehrungsanschlüsse in vorhandenen Bauwerken stehen Verankerungsmörtel mit einer ETA-Bewertung auf Basis von EOTA-Bewertungsdokumenten sowie mit Leistungsangaben auf Basis der harmonisierten Norm EN 1504-6 zur Verfügung. Die Bemessung kann nach der EN 1992-1-1 oder EOTA TR 069 erfolgen. Nach diesen Regelungssystemen sollte bei der Verwendung geeigneter Verankerungsmörtel dasselbe Sicherheitsniveau wie bei einbetonierten Bewehrungsstäben erreicht werden. Der Beitrag erläutert detailliert, dass dieses Ziel nur durch Verankerungsmörtel mit einer ETA erzielt werden kann. Dazu werden planerische und ausführungsbedingte Aspekte für die Auswahl und Montage der für die Bewehrungsanschlüsse zu verwendenden Verankerungsmörtel beschrieben, mögliche Anwendungsgebiete aufgezeigt sowie Qualifizierungs-, Bewertungs-, Bemessungs- und Montagevorschriften verglichen und ausführlich erläutert. Darüber hinaus werden Empfehlungen hinsichtlich der sicheren Verwendung von Verankerungsmörteln für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse gegeben.

Einen Überblick über „tragende wärme- und schallgedämmte Bauteilanschlüsse und Querkraftdorne“ hat das Autorenteam Martin Fenchel, Marc Müller, Daniela Kiefer, Michael Kämmerer und Sebastian Hauswaldt zusammengestellt. Dabei werden konstruktive Details von Platten, Stützen und Wänden, schallgedämmte Anschlüsse für Treppenhäuser sowie punktuelle Anschlüsse mit Querkraftdornen behandelt. Gegliedert nach der jeweiligen Anschlussart werden zunächst der entsprechende Anwendungsbereich aufgezeigt und die konstruktive Durchbildung unter Berücksichtigung der individuellen Systeme dargestellt. Anschließend werden die erforderlichen Nachweise der Tragsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit erläutert. Für die neue Produktgruppe der wärmedämmenden Wandanschlüsse gibt es zudem Hintergrundinformationen zur Prüfung der Ermüdung aufgrund klimabedingter Temperaturwechsel in Verbindung mit Zwang. Der bauphysikalische Teil untergliedert sich in die Themen Brand-, Trittschall- und Wärmeschutz. Zum Abschluss eines jeden Abschnitts werden notwendige Verwendbarkeitsnachweise thematisiert und verfügbare Bauprodukte der verschiedenen Hersteller aufgezeigt.

Interessante Aspekte bringt das Interview mit der Bauministerin Klara Geywitz zum Thema „Zukunft und Nachhaltigkeit im Hochbau“. Sie unterstreicht die Zielsetzungen zum Klimaschutz, plädiert für die Langlebigkeit der Gebäude und weist auf die Energieintensität der Baubranche hin. Als besondere Aufgabe weist die Bauministerin auf die in Deutschland jährlich anfallenden 230 Millionen Tonnen Bau- und Abbruchabfälle hin, welche rund 55 Prozent des gesamten deutschen Abfalls ausmachen. Besonders wichtig werden zukünftig Kooperationen zwischen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen, Planerinnen und Planern sowie Unternehmen.

Die „statische Analyse und Bemessung von Gebäuden mittels 3D-Gesamtmodellen“ wird von den Autoren Dirk Schlicke, Franz Tschuchnigg, Hannes Fischnaller und Klaus Pfaff behandelt. Die Unterschiede zu einer sogenannten 2D-Kraftflussanalyse mithilfe gekoppelter Teilmodelle sind nicht selten Anlass für kontroverse Diskussionen. Dieser Beitrag stellt daher detaillierte Überlegungen zur praktischen Anwendung von 3D-Gesamtmodellen an. Der Bogen spannt sich von den grundsätzlichen Unterschieden zwischen einer 2D- und 3D-Analyse über die viel diskutierten Auswirkungen von Anschluss- und Bauteilsteifigkeiten, zeitabhängigen Betonverformungen sowie den Bauablauf bis hin zum Einfluss der Boden-Bauwerk-Interaktion und deren bestmögliche Berücksichtigung. Abgerundet wird der Beitrag durch Praxisbeispiele zu architektonisch und auch tragwerksplanerisch anspruchsvollen Bauwerken, deren Realisierung einer Anwendung von 3D-Gesamtmodellen bedurfte, sowie einen Ausblick zur integralen BIM-basierten Tragwerksplanung. Die Erhaltung der Bausubstanz wird in Zukunft ein besonders wichtiges Thema bleiben. Dazu haben Thomas Braml, Matthias Haslbeck und Johannes Wimmer einen Beitrag zur „Digitalisierung in der Versuchsdurchführung und Monitoring von Bauwerken“ verfasst. Die Verlängerung der Lebensdauer von Bauwerken mit Structural Health Monitoring (SHM) und die Planung, der Einbau und die Dokumentation der dafür benötigten Sensoren verlangen digitale Hilfsmittel. Es werden die digitalen Methoden bei photogrammetrischen Aufnahmen sowie die Techniken der Mixed Reality (MR) bis hin zur Planung mit Building Information Modeling (BIM) aufgezeigt. Das Qualitätsmanagement der Sensorik und die nachfolgende Generierung und Übertragung von Daten sowie die intelligente Datenablage mit einer Verwaltungsschale (VWS) werden ebenso vorgestellt. An zwei Praxisbeispielen wird die Umsetzung dieser Methoden demonstriert.

Künstliche Intelligenz erreicht alle Wissensgebiete und bietet auch...