Vermessung Seite 1 bis 28 1 Bauphysik Seite 29 bis 60 2 Schallimmissionsschutz Seite 61 bis 80 3 Brandschutz Seite 81 bis 104 4 Lastannahmen, Einwirkungen Seite 105 bis 134 5 Statik und Festigkeitslehre Seite 135 bis 164 6 Aussteifung von Tragwerken Seite 165 bis 192 7 Mauerwerksbau Seite 193 bis 242 8 Stahlbetonbau Seite 243 bis 322 9 Stahlbau Seite 323 bis 432 10 Holzbau nach Eurocode 5 Seite 433 bis 500 11 Glasbau Seite 501 bis 536 12 Bauen im Bestand Seite 537 bis 546 13 Geotechnik Seite 547 bis 598 14 Hydraulik und Wasserbau Seite 599 bis 634 15 Siedlungswasserwirtschaft Seite 635 bis 678 16 Abfallwirtschaft Seite 679 bis 724 17 Verkehrswesen Seite 725 bis 762 18 Sachwortverzeichnis Seite 763 bis 774 S
Ulrich Vismann (Hrsg.) Wendehorst Beispiele aus der Baupraxis 5. durchgesehene und aktualisierte Auflage 2015 123 Vieweg
Herausgeber Prof. Dr.-Ing. Ulrich Vismann Fachhochschule Aachen Deutschland 1. Auflage 2005 2. Auflage 2007 3. Auflage 2009 4. Auflage 2012 5. Auflage 2015 ISBN 978-3-658-01680-7 ISBN 978-3-658-01681-4 (ebook) DOI 10.1007/978-3-658-01681-4 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufb ar. Springer Vieweg Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Waren zeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Lektorat: Dipl.-Ing. Ralf Harms Annette Prenzer Einbandentwurf: KünkelLopka GmbH, Heidelberg Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Verlag GmbH is part of Springer Science+Business Media (www.springer.com)
Vorwort zur 5. Auflage Wendehorst Beispiele aus der Baupraxis Den Anregungen aus Hochschulkreisen sowie der großen Anzahl von Lesern des Wendehorst, Bautechnische Zahlentafeln folgend erscheint nun bereits in der fünften Auflage Wendehorst, Beispiele aus der Baupraxis mit exemplarischen Berechnungen aus allen Themen der Bauingenieurpraxis. Jeder Ingenieur weiß aus Erfahrung, dass theoretisches Verständnis allein nicht ausreicht, um praxisgerechte Lösungen zu finden. Es muss immer auch eine möglichst weitreichende Anwendungserfahrung zu den theoretischen Lösungen geben, damit diese im Ingenieuralltag auch umgesetzt werden können. Hier setzt das vorliegende Buch an, wobei es sich nicht allein als ideale Ergänzung zu dem jetzt in der 35. Auflage erschienenen Tafelwerk Wendehost, Bautechnische Zahlentafeln versteht, sondern eben auch als unabhängige und umfangreiche Beispielsammlung für die Aufgaben der Bauingenieure. Bei der Auswahl der Beispiele wurde besonders auf eine sehr gute Nachvollziehbarkeit der Rechenabläufe geachtet. Genau hier liegt die Zielrichtung dieser Beispielsammlung, die sich damit an die in der Praxis tätigen Ingenieure in den Planungsbüros und die Studierenden des Bauingenieurwesens wendet. Vor dem Hintergrund der verbindlichen Einführung der Eurocodes in den Bemessungs fächern des konstruktiven Ingenieurbaus sowie den laufenden Aktualisierungen dieser Normenreihe bekommt dieses Anliegen nochmals eine besondere Relevanz, da eine Vielzahl von Berechnungs- und Konstruktionsvorschriften hierauf abgestimmt sein muss. Alle Beiträge sind inzwischen auf die Eurocodes umgestellt, wobei für die hier vorliegende Neuauf lage die Kapitel Bauphysik, Schallimmissionsschutz, Stahlbetonbau und Mauerwerksbau komplett neu bearbeitet worden sind. Alle weiteren Kapitel wurden entsprechend aktualisiert. Dem Verlag und insbesondere dem Lektor Ralf Harms sei an dieser Stelle im Namen aller Autoren und des Herausgebers f ür die stets kooperative Zusammenarbeit recht herzlich gedankt. Aachen, im März 2015 Ulrich Vismann
Autorenverzeichnis Prof. Dr.-Ing. Ernst Biener, Fachhochschule Aachen Prof. Dr.-Ing. Johannes Feiser, Fachhochschule Aachen Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Heinemann, Fachhochschule Köln Prof. Dr.-Ing. Martin Homann, Fachhochschule Münster Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger, Technische Universität Dresden Prof. Dr.-Ing. Rainer Joeckel, Hochschule für Technik, Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krings, Fachhochschule Köln Prof. Dr.-Ing. Wolfram Lohse, Fachhochschule Aachen Prof. Dr.-Ing. Dieter Mauermaier, Hochschule für Technik, Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Ansgar Neuenhofer, Fachhochschule Köln Prof. Dr.-Ing. Helmuth Neuhaus, Fachhochschule Münster Prof. Dr.-Ing. Winfried Roos, Fachhochschule Köln Prof. Dr.-Ing. Richard Stroetmann, Technische Universität Dresden Prof. Dr.-Ing. Andreas Strohmeier, Fachhochschule Aachen Prof. Dr.-Ing. Ulrich Vismann, Fachhochschule Aachen Prof. Dr.-Ing. Uwe Weitkemper, Fachhochschule Bielefeld Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weller, Technische Universität Dresden
Autorenverzeichnis Prof. Dr.-Ing. Ernst Biener war nach Studium und Promotion an der RWTH Aachen zunächst für einen internationalen Baukonzern im Bereich der Umwelttechnik tätig. Seit 1989 ist er Professor für Umwelttechnik im Fachbereich Bauingenieurwesen der Fachhochschule Aachen. Er ist außerdem von der IHK Aachen ö.b.u.v. Sachverständiger für Deponietechnik sowie Erkundung, Beurteilung und Sanierung von Grundwasser- und Bodenverunreinigungen und Beratender Ingenieur (Ingenieurkammer BauNW). Als Mitglied zahlreicher Berufsverbände (DGGT, DGAW, DWA, VkU etc.) sowie Geschäftsführer der Ingenieurgesellschaft Umtec Prof. Biener, Sasse, Konertz Partnerschaft Beratender Ingenieure und Geologen mit Sitz in Bremen, Osnabrück und Aachen ist er Autor zahlreicher Veröffentlichungen in nationalen und internationalen Fachmedien. Prof. Dr.-Ing. Johannes Feiser studierte Bauingenieurwesen an der RWTH Aachen und promovierte am dortigen Institut für Grundbau mit einem Thema aus dem Bereich der Felsmechanik. Er war danach in einer Ingenieurgesellschaft für Geotechnik in Aachen beschäftigt, anschließend als Geschäftsführer eines Geotechnikbüros in Neuss tätig und eingetragener Sachverständiger für Erd- und Grundbau nach DIN 1054. Seit 1996 ist er Professor an der Fachhochschule Aachen und vertritt dort die Lehrgebiete Geotechnik, Erd- und Tunnelstatik sowie Spezialtiefbau. Daneben bleibt er als Beratender Ingenieur und Geotechnischer Gutachter weiterhin in der Praxis aktiv. Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Heinemann studierte an der Ingenieurschule Siegen und der Technischen Hochschule Aachen Bauingenieurwesen. Anschließend war er als wissenschaftlicher Assistent am Aachener Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft tätig und promovierte auf dem Gebiet von Wirbelströmungen. Viele Jahre wurde er von einer Ingenieurgesellschaft hauptsächlich für Auslandsprojekte der Wasserkraft- und Talsperrenplanung eingesetzt. Von 1990 bis 2011 vertrat er an der Fachhochschule Köln die Gebiete der Wasserwirtschaft und des Wasserbaus. Als Autor beteiligte er sich an zahlreichen Fachbeiträgen und Büchern.
X Autorenverzeichnis Prof. Dr.-Ing. Martin Homann studierte Architektur an der Universität Dortmund und promovierte am Lehrstuhl Bauphysik der Universität Dortmund über Rissüberbrückungsfähigkeit von Beschichtungssystemen. Danach Mitarbeiter in der Baustoffindustrie und freiberufliche Tätigkeit als Architekt und Bauphysiker. Von der Architektenkammer Nordrhein-Westfalen staatlich anerkannter Sachverständiger für Schall- und Wärmeschutz und seit 2000 Professor für Bauphysik an der Fachhochschule Münster. Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger studierte Bauingenieurwesen an der Technischen Universität Dresden und an der Moskauer Bauhochschule (MISI) und promovierte in Dresden am Lehrstuhl für Baumechanik der Stabtragwerke und Bauwerksoptimierung. Professor Jäger ist seit vielen Jahren als Beratender Ingenieur, als Prüfingenieur und Tragwerksplaner tätig und hat neben zwei Fach büchern in englischer Sprache zahlreiche wissenschaftliche Aufsätze zu Themen aus dem Bauwesen, insbesondere dem Mauerwerksbau veröffentlicht. Er ist Mitglied in mehreren Fachausschüssen und -gremien des DIN und des Deutschen Instituts für Bautechnik in europäischen Normungsgremien. Er ist Chefredakteur der Zeitschrift Mauerwerk und Herausgeber des Mauerwerkkalender sowie Inhaber des Lehrstuhls für Tragwerksplanung der Fakultät Architektur der TU Dresden. Prof. Dr.-Ing. Rainer Joeckel studierte an der Universität Stuttgart Geodäsie. Nach der Assistentenzeit am Geodätischen Institut Stuttgart promovierte er über ein Thema der Messtechnik. Nach anschließender Tätigkeit in der Vermessungsverwaltung in Baden-Württemberg und bei der Stadt Stuttgart erfolgte die Berufung an die Fachhochschule Stuttgart Hochschule für Technik. Seine Fachgebiete sind Vermessungskunde, Präzisionsmesstechnik, Elektronisches Messen und Geodätische Positionsbestimmung. Er ist Autor zahlreicher wissenschaftlicher Veröffentlichungen, Fach- und Lehrbücher. Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krings studierte nach einem Ingenieurschulstudium in Essen an der Ruhr-Universität Bochum Bauingenieurwesen. Er promovierte dort mit einem Finite-Element-Thema und war anschließend viele Jahre für eine große Baufirma als Statiker, Entwicklungsingenieur, Abteilungsleiter und Geschäftsführer einer Tochtergesellschaft tätig. Von 1990 bis 2010 war er an der Fachhochschule Köln und vertrat dort die Lehrgebiete Mechanik, Baustatik und Massivbau. Als Autor zahlreiche Veröffentlichungen, so zum Beispiel zu Themen wie Dynamik, Finite-Element-Methoden, Schalenstatik, ist er außerdem seit 2001 Ehrenprofessor der Staatlichen Akademie für Architektur und Bauwesen in Wolgograd. Prof. Dr.-Ing. Wolfram Lohse studierte an der Universität Karlsruhe Bauingenieurwesen und promovierte dort am Lehrstuhl für Stahl- und Leicht-
Autorenverzeichnis XI metallbau über ein Thema aus dem Stahlbrückenbau. Während seiner Assistentenzeit entstanden u. a. zahlreiche wissenschaftliche Gutachten über Schadensfälle im Stahlbau und zur Restnutzungsdauer von Eisenbahnbrücken. Anschließend wechselte er in die Stahlbauindustrie als Technischer Leiter und Leiter des Verkaufs und ließ sich zum Schweißfachingenieur ausbilden. Von 1985 bis 2009 war er Professor für Stahlbau und Baustatik an der Fachhochschule Aachen und außerdem tätig als Gutachter und Tragwerksplaner im eigenen Ingenieurbüro. 1998 wurde er zum Prüfingenieur für Baustatik ernannt und zwei Jahre später zum Prüfer für bautechnische Nachweise im Eisenbahnbau. Prof. Dr.-Ing. Dieter Maurmaier assistierte und promovierte nach seinem Studium der Fachrichtung Bauingenieurwesen am Institut für Straßen- und Verkehrswesen der Universität Stuttgart. Er war als Partner im Ingenieurbüro Bender + Stahl tätig und gründete später die Firma MAP Prof. Maurmaier + Partner mit den Schwerpunkten Verkehrsplanung, Straßenentwurf, Verkehrstechnik und Immis sionsschutz. Er lehrt an der Hochschule für Technik Stuttgart das Fachgebiet Verkehrswesen. Prof. Dr.-Ing. Ansgar Neuenhofer studierte Bauingenieurwesen an der RWTH Aachen und promovierte 1994 am dortigen Lehrstuhl für Baustatik mit einem Thema zur Sicherheitstheorie im Stahlbetonbau. Nach 16-jähriger Tätigkeit in Forschung, Lehre und Praxis in Kalifornien kehrte er 2010 nach Deutschland zurück und vertritt seitdem an der Fachhochschule Köln die Lehrgebiete Baumechanik und Baudynamik. Prof. Dr.-Ing. Helmuth Neuhaus studierte Bauingenieurwesen an der Ruhr- Universität Bochum. Er promovierte dort mit einem Thema aus dem Holzbau. Danach war er in einer Anlagenbaufirma tätig. 1986 ging er an die Fachhochschule Münster. Seine Lehrgebiete waren Holzbau und Bauphysik. Als Autor und Mitautor veröffentlichte er zahlreiche Aufsätze und ein Fachbuch. Er war öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger der IHK Münster für das Sachgebiet Holzbau. Prof. Dr.-Ing. Winfried Roos studierte Bauingenieurwesen an der RWTH Aachen. Nach einer mehrjährigen Tätigkeit als Statiker und Bauleiter für eine große deutsche Baufirma wechselte er an den Lehrstuhl für Massivbau der TU München. Dort promovierte er während seiner sechsjährigen Tätigkeit als wissenschaftlicher Assistent zur Thematik der Druckfestigkeit des gerissenen Stahlbetons in scheibenförmigen Bauteilen bei gleichzeitig wirkender Querzugbeanspruchung. Im Anschluss war er mehrere Jahre Partner und geschäftsführender Gesellschafter einer Inge nieurgesellschaft in Essen. Seit 1998 ist er an der Fachhochschule Köln und vertritt dort die Lehrgebiete
XII Autorenverzeichnis Massivbau und Baustatik. Außerdem ist er seit 1999 öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger der IHK Köln für Tragkonstruktionen im Massivbau. Prof. Dr.-Ing. Richard Stroetmann studierte Bauingenieurwesen an der FH Aachen, der TH Darmstadt und der Universität Kaiserslautern. Im Zeitraum von 1987 bis 1994 war er als Tragwerksplaner im Ingenieur-, Anlagen- und Hochbau tätig. 1994 begann er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt und schloss dort 1999 mit der Promotion in der Stabilitätstheorie und Finite-Elemente-Methode ab. Anschließend wechselte er zu Krebs und Kiefer in Darmstadt, begann dort als Projektleiter im Hochbau und wurde im Jahr 2001 zum Geschäftsführenden Gesellschafter bestellt. Seit Februar 2006 ist er Professor für Stahlbau und Direktor des Instituts für Stahl- und Holzbau an der TU Dresden. Mit der Gründung der Dresdener Geschäftsstelle der Krebs und Kiefer GmbH im Jahr 2006 ist er dort zuständiger Geschäftsführer. Im Jahr 2011 bekam er die Anerkennung als Prüfingenieur in der Fachrichtung Metallbau. Er ist Sachverständiger beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) und als Mitglied im Normenausschuss Bauwesen (NABau) und German Expert im CEN TC250 SC 3 (Eurocode3) in verschiedenen Arbeitsausschüssen an der Entwicklung von Normen im Stahlbau beteiligt. Prof. Dr.-Ing. Andreas Strohmeier studierte an der RWTH Aachen Bauingenieurwesen. Dort promovierte er auch während seiner wissenschaftlichen Assistententätigkeit mit einem Thema zum Leistungsvermögen von Abwasserbehandlungsanlagen. Er war in verschiedenen international tätigen Ingenieurunternehmen beschäftigt, darunter in einem der weltweit größten Wasser- und Abwasseraufbereitungsunternehmen. In Führungspositionen übernahm er praktische Ingenieurtätigkeiten aus dem Bereich der Wasser- und Abwassertechnik. Seit 1994 ist er Professor an der Fachhochschule Aachen im Fachbereich Bauingenieurwesen für das Lehrgebiet Wasserversorgung und Abwassertechnik sowie Autor zahlreicher internationaler Fachaufsätze. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Vismann studierte Bauingenieurwesen mit dem Schwerpunkt Konstruk tiver Ingenieurbau an der RWTH Aachen. Anschließend war er Assistent am dortigen Lehrstuhl für Baustatik und promovierte an der TU-München über ein Thema zur Sicherheitstheorie im Stahlbetonbau. Nach einer fünfjährigen Tätigkeit in der Bauindustrie wechselte er 1999 in die Selbständigkeit als Beratender Ingenieur. Seit 2001 ist er Professor für Massivbau und Baustatik an der Fachhochschule Aachen. Als Gastdozent lehrt er ebenfalls an der Polytechnic of Namibia in Windhoek. Darüber hinaus ist er von der Ingenieurkammer Bau NRW als ö.b.u.v. Sachverständiger für Massivbau vereidigt. Die Aufgaben als Sachverständiger und Beratender In-
Autorenverzeichnis XIII genieur nimmt Herr Prof. Vismann als Geschäftsführer des Ingenieurbüros Kossin + Vismann GmbH & Co. KG wahr. Prof. Dr.-Ing. Uwe Weitkemper studierte Bauingenieurwesen mit dem Schwerpunkt Konstruktiver Ingenieurbau an der RWTH Aachen. Anschließend war er Assistent am dortigen Lehrstuhl für Baustatik und Baudynamik und promovierte über ein Thema zur Erdbebensicherung von Stahlbetonbauwerken. Danach war er als Tragwerksplaner und Planungsleiter für ein großes deutsches Bauunternehmen und eine Ingenieurgesellschaft vorwiegend in Auslandsprojekten des Brückenbaus tätig. Seit 2009 ist er Professor für Massivbau am Campus Minden der Fachhochschule Bielefeld. Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weller studierte Bauingenieurwesen mit Vertiefung Konstruktiver Ingenieurbau an der RWTH Aachen. Später war er als Beratender Ingenieur tätig mit anschließender Promotion. Nach seiner Professur für Tragwerksplanung an der Fachhochschule Frankfurt/Main ist er jetzt am Lehrstuhl für Baukonstruktionslehre an der Technischen Universität Dresden und dort seit 2002 außerdem Direktor des Instituts für Baukonstruktion.