Das Buch gibt einen ausführlichen Überblick über die Aufgaben des Bauingenieurs und zeigt, was der Bauingenieur wissen und können muss. Es kann den vor der Berufswahl Stehenden die Entscheidung für oder gegen diesen Beruf erleichtern; den bereits Studierenden des Bauingenieurwesens kann es die Zusammenhänge näherbringen.
In den Abschlussklassen der Fachoberschulen und Gymnasien kann das Buch herangezogen werden, um ein wirklichkeitsbezogenes Berufsbild des Bauingenieurs zu vermitteln.
Aus der Fülle des Stoffes und der Erfahrungen aus 50 Berufsjahren des Verfassers musste eine beschränkte Auswahl getroffen werden, die geeignet erschien, den Lesern das Charakteristische der verschiedenen Arbeitsgebiete des Bauingenieurs verständlich zu machen. Manchmal war es nötig, ins Detail zu gehen, meist genügten jedoch Beispiele.
Auch selbst entwickelte Methoden, die in keinem Lehrbuch und in keiner Vorlesung behandelt werden, sind im Buch erwähnt.
Um den Lesern einen Vorgeschmack auf den Stoff zu bieten, den der Bauingenieur beherrschen muss, sind auch einige theoretische Grundlagen und mathematische Formeln leicht verständlich dargestellt und erläutert. Zum Verständnis genügen Vorkenntnisse in Mathematik und Physik aus dem Schulunterricht.
Im Buch sind nicht nur die schönen Seiten des Berufs, sondern auch die Schwierigkeiten dargestellt, mit denen der Bauingenieur während seiner Arbeit rechnen muss.
Computer waren während des Studiums noch nicht verfügbar. Erst im Laufe des Berufslebens gewannen sie immer mehr an Bedeutung. Die nötigen Kenntnisse mussten die Ingenieure sich in der Praxis aneignen. Im Buch ist eine kurze Einführung in die Bauinformatik zu finden, die den Lesern zeigen soll, wie Computer die tägliche Arbeit des Bauingenieurs verändert haben.
Die Fundstellenangaben im Text und das Literaturverzeichnis im Anhang eröffnen die Möglichkeit, weiterführende Literatur zu den Themen heranzuziehen.
Inhaltsverzeichnis
1. Aufgaben des Bauingenieurs
1.1. Berufsbezeichnung und Berufsbild
1.2. Persönliche Eigenschaften
1.3. Grundsätze des Bauingenieurs
1.4. Funktionen und Aufgaben
1.5. Bezahlung der Ingenieure
1.6. Kontakte mit anderen Ingenieuren
1.6.1. VDI
1.6.2. BDB
1.6.3. Vereine und Kontaktgruppen
2. Ausbildung im Bauwesen
2.1. Ausbildung der Baumeister in der Antike
2.2. Unterschied zwischen Architekt und Bauingenieur
2.3. Ausbildung des Bauingenieurs vor 50 Jahren
2.3.1. Zugangsvoraussetzungen
2.3.2. Fächerübersicht (Vorlesungsfächer)
2.3.2.1. Grundstudium Hoch- und Tiefbau (1. bis 3. Semester)
2.3.2.2. Hauptstudium Tiefbau (4. bis 6. Semester)
2.3.3. Vorlesungsmitschriften
2.3.4. Abschlüsse
2.4. Ausbildung des Bauingenieurs heute
2.4.1. Zugangsvoraussetzungen
2.4.2. Studiengang Bauingenieurwesen (Bachelor) heute
2.4.2.1. Grundstudium (1. und 2. Semester)
2.4.2.2. Hauptstudium (3. bis 5. Semester)
2.4.2.3. Hauptstudium (6. und 7. Semester), Schwerpunkt allgemeines Bauingenieurwesen
2.4.2.4. Hauptstudium (6. und 7. Semester), Schwerpunkt Stahlbau
2.4.3. Abschlüsse und akademische Grade
2.5. Laufende Fortbildung im Beruf
2.5.1. Man lernt nie aus.
2.5.2. Bauinformatik
2.5.3. Umweltschutz, Umwelttechnik, Abfallwirtschaft
2.5.4. Fachliteratur
2.5.5. Fachzeitschriften
2.5.6. Lehrgänge
2.5.7. Wissensquelle Internet
3. Gesetze, Normen und Regelwerke
3.1. Inhalt der Normen
3.2. Änderung und Anpassung der Normen
3.2.1. Regelmäßige Anpassungen der Normen
3.2.2. Internationale Zusammenarbeit im Normenwesen
3.2.3. Änderung von Berechnungsverfahren
3.2.4. Anwendung der Normen
3.3. Gesetze und Verordnungen
3.3.1. Sicherheit am Bau, Unfallverhütungsvorschriften
3.3.2. Allgemein anerkannte Regeln der Baukunst
3.3.2.1. Grundlagen der Regeln
3.3.2.2. Anerkennung durch Gerichte
3.4. Verantwortung des Bauingenieurs
4. Hilfsmittel des Ingenieurs, damals und heute
4.1. Berechnungshilfsmittel
4.1.1. Logarithmischer Rechenschieber
4.1.2. Kurbelrechenmaschine
4.1.3. Addiator
4.1.4. Logarithmentafeln und andere Tabellenwerke
4.1.5. Wissenschaftliche Taschenrechner
4.2. Herstellung der Berechnungen als Schriftstücke
4.3. Arbeitsplatzrechner
4.4. Formelzeichen und Bezeichnungen
4.5. Kommunikation auf Baustellen
4.6. Kommunikationsmittel früher und heute
4.6.1. Festnetztelefon
4.6.2. Mobiltelefon (Handy, Smartphone)
4.6.3. Internet
4.6.3.1. Internet-Benutzer
4.6.3.2. Internet-Anbieter
4.6.3.3. HTML
4.6.3.4. Homepage
4.6.4. Intranet
4.6.5. E-Mail
5. Technisches Zeichnen
5.1. Darstellungsmethoden und Konstruktionsmethoden
5.1.1. Darstellende Geometrie
5.1.2. Fachgebietsbezogene Konstruktionen
5.2. Zeichnen ist präzise Handarbeit
5.3. Der geplante Gegenstand und seine Darstellung
5.4. Geräte zum Zeichnen
5.5. Reißbrett
5.6. Zeichenmaschinen
5.6.1. Der Zeichenkopf
5.6.2. Arbeitsbedingungen an der Zeichenmaschine
5.7. Zeichnungen
5.7.1. Genormte Papierformate
5.7.2. Transparentpapier
5.7.3. Normschriften
5.7.4. Lichtpausen
5.7.5. Durchzeichnen und Kopieren von Zeichnungen
5.7.6. Zeichnungsarchive für Originale
5.8. Zeichnen und Konstruieren mit Computersystemen
5.8.1. Bildschirmarbeitsplatz
5.8.2. Digitalisieren und Scannen von Zeichnungen
5.8.3. Ausgabe von Zeichnungen mit Plottern
6. Begriffe und Maßeinheiten
6.1. Begriffe
6.1.1. Masse
6.1.2. Fallbeschleunigung
6.1.3. Kraft und Kraftwirkungen
6.1.4. Kraftrichtung
6.1.5. Schwerkraft, Gewicht
6.1.6. Unterscheidung zwischen Masse und Gewicht
6.2. Gesetzliche Einheiten für physikalische Größen
6.2.1. Internationales Einheitensystem
6.2.2. Das Deutsche Einheitengesetz
6.2.3. Vorsilben für Vielfache und Teile einer Maßeinheit
6.2.4. Einheiten für die Masse
6.2.5. Einheiten für die Kraft
6.2.5.1. Pond und Kilopond
6.2.5.2. Newton
6.2.6. Wirkungsweise einer Waage
6.2.7. Last
6.2.8. Reibung
6.2.9. Kraft und Bewegung
7. Bautechnische Grundlagen
7.1. Vorbemerkungen
7.2. Baustatik und Festigkeitslehre
7.3. Geometrie der Bauteile
7.4. Querschnittswerte
7.4.1. Statisches Moment
7.4.2. Schwerpunkt und Schwerpunktlage
7.4.3. Trägheitsmoment
7.4.4. Widerstandsmoment
7.4.5. Trägheitsradius
7.4.6. Querschnittswerte rechteckiger Querschnitte
7.4.7. Querschnittswerte beliebiger Querschnitte
7.5. Äußere Kräfte
7.5.1. Grafische Methoden zur Ermittlung der Kräfte
7.5.2. Belastungen
7.5.3. Belastungsarten
7.6. Innere Kräfte
7.6.1. Normalkraft
7.6.2. Querkraft
7.6.3. Schubkraft
7.6.4. Momente
7.6.4.1. Drehmoment
7.6.4.2. Biegemoment
7.6.4.3. Torsionsmoment und Verdrillung
7.7. Tragwirkung im elastischen Bereich des Baustoffs
7.7.1. Hookesches Gesetz
7.7.2. Die Spannungsdehnungslinie
7.7.3. Der Elastizitätsmodul
7.7.4. Elastische Formänderungen und Formänderungsarbeit
7.7.5. Spannungsverteilung im Querschnitt
7.7.6. Mathematische Elastizitätstheorie
7.7.7. Geradlinienannahme und Ebenbleiben der Querschnitte
7.7.8. Spannungen aus Biegemoment
7.7.9. Spannungen aus Biegung mit Längskraft
7.7.10. Krümmung des Balkens
7.7.11. Durchbiegung und Biegelinie des Balkens
7.7.12. Wirkliche Spannungsverteilung im Baustoff
7.7.12.1. Spannungsverteilung im Holzquerschnitt
7.7.12.2. Spannungsverteilung im Stahlbetonquerschnitt
7.7.13. Querdehnung und Querkontraktion
7.7.14. Schubverformungen
7.8. Tragwirkung im plastischen Bereich des Baustoffs
7.9. Bruchzustand der Bauteile
7.10. Nachteilige Einflüsse auf das Tragverhalten
7.10.1. Kriechen des Baustoffs
7.10.2. Schwinden und Quellen
7.11. Tragwirkung von Stahlbeton und Spannbeton
7.11.1. Verbundwirkung von Stahl und Beton
7.11.2. Bemessung mit gerissener Zugzone
7.11.3. Bemessungsverfahren für Stahlbeton
7.11.4. Bewehren des Betons
7.11.5. Bauform von Stahlbetonbauteilen
7.11.6. Spannbeton
7.12. Auswirkung und Beherrschung von Formänderungen
7.12.1. Durchbiegungen und Formänderungsarbeit
7.12.2. Beispiel aus der Praxis: Unterfangung durch Stahlträger
7.12.3. Temperaturbewegungen
7.12.4. Temperaturspannungen
7.12.5. Beispiel aus der Praxis: Riss in Balkonplatte
7.12.6. Dehnfugen
7.12.7. Formänderungsnachweis
7.13. Stabilität
7.13.1. Stabilität der Bauteile
7.13.2. Aussteifung der Bauwerke
7.13.3. Erdbebenkräfte
7.13.3.1. Stabilität gegen Erdbeben
7.13.4. Stabilität gegen Windböen
7.13.5. Stabilität beim Umbau von Bauwerken
8. Die Baustoffe
8.1. Baustoffkennwerte
8.1.1. Festigkeit
8.1.2. Sicherheitsbeiwert
8.1.3. Temperatur-Ausdehnungskoeffizient
8.1.4. Elastizitätsmodul
8.1.5. Elektrochemische Korrosion bei Metallen
8.1.5.1. Elektrolytlösung
8.1.5.2. Elektrochemische Spannungsreihe
8.2. Baustoffprüfungen
8.3. Holz
8.3.1. Bauhölzer
8.3.2. Schwinden und Quellen des Holzes
8.3.3. Holzzerstörung und Holzschutz
8.3.3.1. Fäulnis, Pilzbefall und Schädlinge
8.3.3.2. Baulicher Holzschutz
8.3.3.3. Chemischer Holzschutz
8.4. Natursteine
8.5. Stahl im Bauwesen
8.5.1. Profilstahl (Träger)
8.5.2. Schweißverbindungen
8.5.3. Betonstahl
8.5.4. Vor- und Nachteile des Stahls
8.6. Aluminium
8.7. Beton
8.7.1. Betonzusammensetzung
8.7.2. Betonherstellung
8.7.3. Betongüten
8.8. Stahlbeton
8.9. Künstliche Steine
8.9.1. Ziegel
8.9.2. Betonfertigerzeugnisse
8.9.3. Steinzeug
8.10. Kunststoffe
8.10.1. Kunststoffe als tragende Teile
8.10.2. Kunststoffe als sonstige Baustoffe
8.11. Glas
8.12. Bindemittel
8.12.1. Lehm
8.12.2. Baukalk
8.12.2.1. Kalkkreislauf
8.12.2.2. Eigenschaften des Kalkmörtels
8.12.3. Gips
8.12.4. Zement
8.12.4.1. Güte- und Festigkeitsbezeichnungen
8.12.4.2. Hydratationswärme
8.12.5. Teer
8.12.6. Bitumen
8.13. Verbindungsmittel
8.14. Baustoffe für Abdichtungen
9. Baukonstruktionslehre
10. Bauphysik
10.1. Grundlagen
10.2. Bauphysikalisch richtige Konstruktion der Bauteile
10.3. Luftfeuchtigkeit und Taupunkt
10.4. Wärmedämmung und Wasserdampfdiffusion
10.4.1. Dampfsperre
10.4.2. Wärmedämmung
10.4.3. Wärmebrücken - Kältebrücken
10.5. Nachweis des Wärme- und Schallschutzes
10.5.1. Baulicher Wärmeschutz
10.5.2. Baulicher Schallschutz
10.6. Berechnung von Wärmebedarf und Wärmeverlust
10.6.1. Mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient eines Gebäudes
10.6.2. Spezifischer Wärmebedarfskennwert für das Gebäude
10.6.3. Verifizieren der Berechnung durch Messungen
11. Baustatik
11.1. Geschichtliches
11.2. Theorie und Wirklichkeit
11.2.1. Näherungsformeln
11.2.2. Die „sichere Seite“
11.2.3. Genauigkeit und Brauchbarkeit
11.3. Was berechnet man zuerst?
11.4. Lastannahmen
11.4.1. „Genauigkeit“ der Annahmen
11.4.2. Eigengewicht (Eigenlasten)
11.4.3. Verkehrslasten
11.4.4. Lastfall Windlast (Windkräfte)
11.4.4.1. Staudruck
11.4.4.2. Normung und Wirklichkeit der Windlast
11.4.4.3. Windlast im Einzelfall
11.4.4.4. Windangriff und Windwirkung
11.4.4.5. Sogwirkung des Windes
11.4.4.6. Windböen
11.4.5. Schneelast
11.4.6. Eislast
11.4.7. Lasten bei Fliegenden Bauten
11.4.8. Belastungs-Sonderfälle
11.4.8.1. Temperaturänderungen
11.4.8.2. Trümmerlasten
11.4.8.3. Stützensenkungen
11.4.8.4. Erddruck
11.4.8.5. Wasserdruck
11.4.9. Dynamische Lasten
11.4.9.1. Eigenfrequenzen
11.4.9.2. Beispiel aus der Praxis: Schwingende Fußgängerbrücke
11.4.9.3. Beispiel aus der Praxis: Gebäudeschäden durch Schwingungen
11.4.9.4. Stoßlasten
11.4.9.5. Fahrzeuganprall
11.4.9.6. Erdbebenlasten
11.5. Statische Systeme
11.5.1. Finden des statischen Systems
11.5.2. Statisch bestimmt und statisch unbestimmt
11.6. Gleichgewichtsbedingungen und Auflagerreaktionen
11.6.1. Gleichgewichtsbedingungen in der Ebene
11.6.2. Gleichgewichtsbedingungen im dreidimensionalen Raum
11.7. Bauzustände
11.7.1. Statisches System und die Realität auf der Baustelle
11.7.2. Der ungünstigste Bauzustand
11.8. Berechnung der Bauzustände
11.8.1. Lastfall Eigengewicht im Bauzustand
11.8.2. Getrennte Berechnung für jedes Stockwerk
11.8.3. Berechnung am Gesamtsystem
11.9. Singuläre Punkte eines statischen Systems
11.9.1. Erkennen von singulären Punkten
11.9.2. Ausrundung von Momentenlinien.
11.9.3. Verteilungsfläche unter Einzellasten
12. Baukunst und Baugeschichte
13. Formen der Tragwerke
13.1. Stabtragwerke
13.1.1. Balken auf zwei Stützen
13.1.2. Kragarm (Kragträger)
13.1.3. Durchlaufträger
13.1.4. Allgemeines zur Berechnung der Durchlaufträger
13.1.5. Rahmen
13.1.6. Trägerroste
13.1.7. Fachwerke
13.2. Bogentragwerke und Gewölbe
13.3. Kehlbalkendach
13.4. Flächentragwerke
13.4.1. Ebene Flächentragwerke
13.4.2. Räumliche Flächentragwerke
13.4.3. Rotationsschalen
13.5. Hypar-Flächen
13.6. Traglufthallen, Tragluftkuppeln
13.7. Stahlhohlkugel als Bauwerk
13.8. Seiltragwerke
13.8.1. Prinzip des statisch bestimmt gelagerten Seils
13.8.2. Kettenlinie
13.8.3. Prinzip des statisch unbestimmt gelagerten Seils
13.8.4. Hängebrücken
13.8.5. Flattern von Seiltragwerken
13.8.6. Seilnetz-Tragwerke
14. Stahlbau
14.1. Normen und Vorschriften
14.2. Stahlherstellung
14.3. Stahlbrücken
14.4. Seilschwebebahnen
14.5. Stahlskelettbau
14.6. Berechnung und Konstruktion der Stahlbauten
14.7. Stahlbauingenieure
15. Holzbau
15.1. Normen
15.2. Holztragwerke
15.3. Holzverleimung
15.4. Holzgerüste
16. Mauerwerksbau
17. Grundbau und Bodenmechanik
17.1. Der Boden
17.2. Bodenmechanik
17.3. Grundbau
17.4. Baugrund-Normen
17.5. Unfallverhütungsvorschriften im Tiefbau
17.6. Bodenproben
17.7. Bodenarten und Bodenklassen
17.7.1. Feste Böden
17.7.2. Lose Böden
17.7.2.1. Nichtbindige Böden
17.7.2.2. Bindige Böden
17.7.2.3. Organische Böden
17.8. Grundwasser
17.9. Bodenkräfte und Erdstatik
17.9.1. Bodenpressung
17.9.2. Wasserdruck
17.9.3. Auftrieb
17.9.4. Erddruck
17.10. Setzungen
17.11. Die Baugrube
17.11.1. Ausschachtung
17.11.2. Baugrubenverbau
17.11.3. Wasserhaltung
17.12. Gründungshilfsmittel
17.12.1. Spundwände
17.12.2. Bodenvereisung
17.12.3. Bodeninjektionen
17.12.4. Injektionszuganker (Erdanker)
17.13. Gründungselemente
17.13.1. Fundamente
17.13.2. Flächengründung
17.13.3. Pfahlgründung
17.13.4. Schlitzwände
17.13.4.1. Bauvorgang
17.13.4.2. Stützflüssigkeit
17.13.5. Brunnengründung
17.13.6. Senkkästen und Druckluftgründung
17.13.7. Stützmauern und Widerlager
17.14. Gründungen im Hochgebirge
17.15. Tunnelbau
17.15.1. Ingenieurgeologie
17.15.2. Planung und Statik
17.15.3. Tunnelbauweisen
18. Vermessung
18.1. Geodäsie
18.2. Ingenieurvermessung
18.3. Koordinatensysteme
18.3.1. Die Form der Erde
18.3.2. Längengrad-Breitengrad-System
18.3.3. Global Positioning System (GPS)
18.3.4. GPS-Koordinaten
18.3.5. Landeskoordinaten
18.3.5.1. Soldner-Koordinaten
18.3.5.2. Gauß-Krüger-Koordinaten (GK)
18.3.5.3. UTM-Koordinaten
18.3.6. Örtliche Koordinaten
18.4. Höhensysteme
18.4.1. Normal-Null-Höhensystem
18.4.2. Adriapegel
18.4.3. GPS-Höhen
18.4.4. Arten der Höhenmessung
18.5. Vermessungsgeräte
18.5.1. Nivelliergeräte
18.5.2. Nivellierlatten
18.5.3. Barometrische Höhenmesser
18.5.4. Freihandgefällemesser
18.5.5. Theodolit
18.5.6. Tachymeter
18.5.7. Längenmesser
18.5.7.1. Meterstab
18.5.7.2. Maßbänder
18.5.7.3. Neigung der gemessenen Strecke
18.5.7.4. Indirekte optische Entfernungsmessung mittels Distanzfäden
18.5.7.5. Elektrooptische Distanzmesser
18.6. Aufgaben der Ingenieurvermessung
18.6.1. Position im Gelände
18.6.2. Absteckung
18.6.2.1. Lageabsteckungen
18.6.2.2. Höhenabsteckungen
18.6.3. Geometrisches Nivellement
18.6.4. Prinzip des Nivellierens
18.6.5. Berücksichtigung der Erdkrümmung
18.6.6. Berücksichtigung der Refraktion
18.6.7. Genauigkeit des Nivellements
19. Straßenbau
19.1. Allgemeines
19.2. Begriffe
19.2.1. Benutzungsrecht
19.2.2. Baulastträger
19.2.3. Straßenkategorien
19.3. Planungsrichtlinien und Gesetze
19.4. Straßenverkehrstechnik
19.4.1. Verkehrsdiagnose und Verkehrsprognose
19.4.2. Leistungsfähigkeit der freien Strecke
19.4.3. Leistungsfähigkeit einer Kreuzung
19.4.3.1. Leistung einer Grünphase pro Fahrspur
19.4.3.2. Weg/Zeit-Diagramm
19.4.3.3. Beispiel zur Berechnung der Leistungsfähigkeit einer Kreuzung
19.4.3.4. Kreisverkehr
19.4.4. Berechnung von Verkehrsnetzen
19.4.5. Verkehrsleitsysteme
19.5. Straßenentwurf
19.5.1. Allgemeine Planungsgesichtspunkte
19.5.2. Linienführung im Lageplan (Trasse)
19.5.2.1. Entwurfsgeschwindigkeit
19.5.2.2. Entwurfselemente im Lageplan
19.5.3. Linienführung im Längsschnitt (Gradiente)
19.5.3.1. Längsneigung
19.5.3.2. Planungsgesichtspunkte
19.5.3.3. Kuppen- und Wannenausrundung
19.5.3.4. Längsschnitt
19.5.3.5. Räumliches Bild der Straße
19.5.4. Straßenquerschnitte
19.5.4.1. Bestandteile des Straßenquerschnitts
19.5.4.2. Querprofile
19.6. Straßenbautechnik
19.6.1. Planum und Unterbau der Straße
19.6.2. Oberbau und Deckschicht
19.6.3. Straßenentwässerung
19.6.4. Ausrüstung (Möblierung) der Straße
19.7. Straßenunterhalt
20. Brückenbau
20.1. Benennung der Brücken
20.2. Grundformen der Brücken
20.3. Berechnung der Brücken
20.4. Verkehrslasten auf Brücken
21. Eisenbahnbau
22. Wasserbau
22.1. Aufgaben der Wasserwirtschaft
22.2. Hydraulik
22.2.1. Begriffe
22.2.2. Fließbewegungen und Bewegungsgleichungen
22.2.3. Messung der Durchflussmenge und der Fließgeschwindigkeit
22.2.4. Gefälle
22.2.5. Energielinie
22.2.6. Benetzter Umfang und hydraulischer Radius
22.2.7. Fließformeln
22.3. Stauberechnungen
22.3.1. Stauanlagen
22.3.2. Staukurve und Senkungskurve
22.3.3. Flüssigkeitskräfte
22.3.4. Hochwasserprofile
22.3.5. Staudämme und Speicherseen als Hochwasserschutz
22.4. Nutzung der Wasserkraft
22.5. Flussbau
23. Wasserversorgung
23.1. Wasservorkommen und Wassersuche
23.1.1. Geologie
23.1.2. Wünschelrute
23.2. Wasserbeschaffenheit
23.2.1. Wasserhärte
23.2.2. Kalkablagerungen
23.2.3. pH-Wert
23.3. Wasserbedarf, Wasserverbrauch
23.4. Verfügbare Wassermenge
23.5. Planung und Bau von Wasserversorgungsanlagen
23.5.1. Wasserfassung und Wasserförderung
23.5.2. Wasseraufbereitung
23.5.3. Wasserspeicherung
23.5.4. Sonderfall: Hydraulischer Widder
23.5.5. Einheiten für den Druck
23.5.6. Hydrostatischer Wasserdruck
23.6. Bemessung des Versorgungsnetzes
23.6.1. Berechnung der Rohrdurchmesser
23.6.2. Druckverluste
23.6.3. Versorgungsdruck
23.7. Verbrauchsmessung
23.8. Beispiel aus der Praxis: Einfache Durchflussmessung
23.8.1. Aufgabenstellung
23.8.2. Lösungsansatz
23.8.3. Randbedingungen
23.8.4. Messung des Strahls
23.8.5. Formeln
23.8.6. Anwendbarkeit des Verfahrens
24. Kanalbau und Klärwerksbau
24.1. Abwasserarten
24.1.1. Niederschlagswasser
24.1.2. Schmutzwasser
24.2. Abwassersammlung (Kanalisation)
24.3. Abwasserreinigung
24.3.1. Prinzip der Abwasserreinigung
24.3.2. Örtliche Hauskläranlagen
24.3.3. Klärwerke
24.3.3.1. Rechenanlage
24.3.3.2. Absetzbecken und Faulbehälter
24.3.3.3. Schlammbehandlung
24.3.3.4. Biologische Reinigung
24.3.3.5. Methangas-Verwendung
24.3.3.6. Nachklärbecken
24.4. Planung und Bau der Klärwerke
25. Der Bauingenieur im praktischen Einsatz
25.1. Der Bauingenieur als Planer
25.2. Der Bauingenieur als Statiker
25.2.1. Zusammenarbeit zwischen Bauingenieur und Architekt
25.2.1.1. Architekten-Entwurf
25.2.1.2. Statisches System und Positionsplan
25.2.1.3. Vorbemessung, Vordimensionierung
25.2.1.4. Voruntersuchung
25.2.2. Ingenieurentwurf
25.2.3. Form und Inhalt der statischen Berechnung
25.2.3.1. Vollständigkeit
25.2.3.2. Lesbarkeit und Nachvollziehbarkeit
25.2.3.3. Prüfbarkeit
25.3. Der Bauingenieur als Statikprüfer
25.4. Der Bauingenieur im öffentlichen Dienst
25.5. Der Bauingenieur als technischer Revisor
25.6. Der Bauingenieur bei einer Bauunternehmung
25.6.1. Preisermittlung im allgemeinen Fall
25.6.2. Besonderheit der Preisermittlung im Bauwesen
25.6.3. Angebotskalkulation
25.6.4. Nachkalkulation und Zwischenkalkulation
25.7. Der Bauingenieur als Bauleiter
25.7.1. Aufmaß, Mengenermittlungen und Abrechnung
25.7.2. Fehler bei Volumenberechnungen
25.7.3. Fehler bei Flächenberechnungen
25.7.4. Vereinbarungen
25.8. Der Bauingenieur als Verkehrsplaner
25.9. Der Bauingenieur in einem Team
25.9.1. Arbeitsgemeinschaften
25.9.2. Baukoordinierung
25.9.3. Kommunikation und Vernetzung
25.10. Der Bauingenieur in Wissenschaft und Forschung
26. Das Bauen in der Praxis
26.1. Ohne Bauherr keine Bauvorhaben
26.2. Ausschreibung und Vergabe
26.2.1. Vergabevorschriften der VOB
26.2.2. Europäische Vergaberichtlinien
26.2.3. Bindung an die VOB und an EU-Richtlinien
26.2.4. Vergabe und Bauvertrag
26.3. Bauvorgang und Bauausführung
26.3.1. Bauüberwachung, Bauaufsicht, Bauleitung
26.3.2. Bauzeitenplan
26.3.3. Baustelleneinrichtung
26.3.4. Baubetriebslehre
26.3.4.1. Baumaschinenkunde
26.3.4.2. Elektrotechnik
27. Baufehler und Bauschäden
27.1. Konstruktions- und Ausführungsfehler
27.1.1. Bauphysikalische Fehler führten zu Gebäudeeinsturz
27.1.2. Richtige Ausbildung elastischer Fugen
27.2. Vermeidung von Bauschäden
27.3. Erkennung von Baustoffschäden
27.3.1. Beispiel aus der Praxis: Rostige Bewehrung
27.3.2. Beispiel aus der Praxis: Schlechter Transportbeton
27.4. Kuriose Konstruktionen
27.4.1. Holzleisten als Bewehrung
27.4.2. Maschendraht als Bewehrung
27.4.3. Bewehrungseisen als Sturz
27.4.4. Gewicht des Frischbetons
28. Kurze Einführung in die Bauinformatik
28.1. Vorbemerkungen
28.2. Lochkartentechnik
28.2.1. Die Lochkarte und ihre Codierung
28.2.2. Lochkartenmaschinen
28.2.2.1. Ablochen der Daten
28.2.2.2. Datenbestände
28.2.2.3. Funktionsweise der Datenverarbeitung mit Lochkarten
28.3. Konrad Zuse und seine Z3
28.4. Dualsystem und Binärsystem
28.4.1. Dualsystem und Binärcode
28.4.2. Oktalzahlen und Sedezimalzahlen
28.5. Zeichen- und Zifferncodes
28.5.1. Der ASCII-Code
28.5.2. Binärcodes für Dezimalziffern
28.5.3. Der EBCDI-Code
28.6. Prinzip der Datenverarbeitung
28.7. Datenspeicherung
28.7.1. Sequenzielle und direkte Speicherung
28.7.2. Speichermedien und Laufwerke
28.7.2.1. Arbeitsspeicher
28.7.2.2. Sequenzielle Datenträger
28.7.2.3. Disketten
28.7.2.4. Magnetplatten
28.7.2.5. Optische Datenträger
28.7.2.6. Festkörperspeicher
28.7.3. Formatlose und formatierte Speicherung
28.7.4. Dateiformate und Dateinamen
28.8. Datenerfassung und Dateneingabe
28.8.1. Eingabe
28.8.2. Einlesen
28.8.3. Automatische Datenerfassung
28.9. Datenausgabe
28.9.1. Dialoggeräte und Datensichtgeräte
28.9.2. Darstellung der ASCII-Zeichen auf dem Bildschirm
28.9.3. Grafikdarstellung
28.9.4. Schriften
28.9.4.1. Bitmap-Schriften
28.9.4.2. Umrissschriftarten
28.9.4.3. Zeichenraster
28.9.4.4. Schriftattribute
28.9.4.5. Vektorschriftarten
28.9.5. Drucker
28.9.5.1. Impact-Drucker
28.9.5.2. Non-impact-Drucker
28.9.5.3. Maschinelle Zeichengeräte
28.10. Entwicklung der Computer
28.10.1. Zeit der Großrechner
28.10.2. Mittlere Datentechnik
28.10.3. IBM-kompatible Personalcomputer
28.10.4. Neuere Computer-Entwicklungen
29. Allgemeine Anwendungsprogramme
29.1. Office-Systeme
29.1.1. Textverarbeitungssysteme
29.1.2. Tabellenkalkulation
29.1.3. Datenbankanwendungen
29.1.4. Projektmanagementsysteme
29.1.5. Publikationssysteme
29.2. Spezielle Anwendungen
30. Ingenieuranwendungen im Bauwesen
30.1. Elektronisches Rechnen in der Baustatik
30.2. Elektronisch berechnet - nach alten Methoden
30.3. Alles wurde „elektronisch“ genannt
30.4. Lochkartenrelikte
30.5. Deformationsmethode für die Baustatik
30.6. Finite-Elemente-Methode (FEM)
30.6.1. Ersatzsystem für das zu berechnende Tragwerk
30.6.2. Gleichungen und Berechnung
30.6.3. Iteration
30.6.4. Ergebnisse der FEM-Berechnung
30.7. Prüfung der „elektronischen“ Berechnungen
30.8. Computerunterstützte Rechnungsprüfung
30.9. AVA-Verfahren
30.9.1. Automatisierte Ausschreibung
30.9.2. Automatisierte Vergabe
30.9.3. Automatisierte Bauabrechnung
30.9.3.1. Die REB-Verfahren
30.9.3.2. Das REB-Verfahren 22.013
30.10. Digitale Geländemodelle (DGM)
30.11. Geografische Informationssysteme (GIS)
30.11.1. Raumbezogene Daten
30.11.2. Datenmodelle
30.11.3. Geografische Modelle
30.11.4. Informationssysteme in der Theorie
30.11.5. Informationssysteme in der Realität
30.11.5.1. Vektor- und Rasterdaten
30.11.5.2. Sachdaten
30.11.5.3. Zeitbezogene geometrische Daten
30.11.6. Praktische Anwendungen von GIS-Systemen
30.11.6.1. Amtliche Katastersysteme
30.11.6.2. Netzinformationssysteme (NIS)
30.11.6.3. Amtliche Stadtpläne auf CD-ROM
30.11.6.4. Amtliche topografische Karten auf CD-ROM
30.11.6.5. Satellitenbilder
30.12. Geologisches Untergrundnetz
30.13. Kanalnetz
30.13.1. Hydraulische Berechnungen
30.13.2. Kanalnetzberechnung
31. Computerunterstützte Planungsmethoden
31.1. Computer Aided Design (CAD)
31.1.1. Prinzip
31.1.2. Datenbasis
31.1.3. Darstellung und Bearbeitung
31.1.4. Kompatibilität der CAD-Systeme untereinander
31.1.5. CAD-Arbeit in der Praxis
31.1.6. Was soll verbessert werden?
31.2. Ausgabe der Zeichnungen
31.2.1. Flachbettplotter
31.2.2. Rollenplotter
31.2.3. Stiftplotter
31.2.4. Rasterplotter
31.3. CAE-Systeme
31.4. 3D-Computergrafik
31.4.1. Bildsynthese
31.4.2. Hidden-Surface
32. Alte und neue Computersysteme
32.1. Portabilität von Anwendungsprogrammen
32.1.1. Programmiersprachen ALGOL und FORTRAN
32.1.2. FORTRAN auf proprietären Systemen
32.1.3. FORTRAN auf IBM-kompatiblen Personal Computern (PC)
32.2. Neue Programmiersprachen
32.3. Neue Betriebssysteme und alte Programme
32.4. Alterung der Datenträger und der Geräte
32.4.1. Datenträger der Antike und des Mittelalters
32.4.2. Begrenzte Lesbarkeit der Datenträger
32.4.3. Neue Datenträgertypen verdrängen bisherige Datenträger
32.4.4. Physikalische Alterung der Geräte
32.4.5. Alte Geräte nicht mehr verwendbar
32.4.6. Brauchbarkeit der alten Datenbestände
32.4.7. Langlebige Datenstrukturen
32.4.8. Archive schützen
33. Spezielle Bauinformatik
33.1. Gebäudeautomatisierung
33.2. Prozessleittechnik
33.3. Beispiel: Automatisierung eines Klärwerks
33.3.1. Prozessrechnerprogramme
33.3.2. Messdatenerfassung
33.3.2.1. Messwertgeber
33.3.2.2. Störungen und Schwierigkeiten
33.3.2.3. Messschleifen
33.3.2.4. A/D-Wandler
33.3.2.5. Messdatenreihen
33.3.3. Prozessregelung
33.3.3.1. Tagesgang, -maximum und -minimum der Durchflussmengen
33.3.3.2. Automatische Messung und Datenfernübertragung
33.3.3.3. Zuflussmengen aus dem Kanalnetz zum Klärwerk
33.3.4. Endgültige Prozessleittechnik im Klärwerk
34. Begriffe und Bezeichnungen im Bauwesen
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit vermittelt ein fundiertes Verständnis des Berufsbildes des Bauingenieurs sowie der praktischen und theoretischen Anforderungen, die an diesen Beruf gestellt werden. Ziel ist es, angehenden Studierenden und Interessierten die Vielfalt der Arbeitsgebiete, die notwendigen mathematischen und physikalischen Grundlagen sowie die technologischen Entwicklungen – insbesondere den Wandel durch die Bauinformatik – zu verdeutlichen und berufliche Zusammenhänge aufzuzeigen.
- Berufsbild, Aufgabenbereiche und Anforderungen an Bauingenieure
- Struktur der Ausbildung und kontinuierliche fachliche Fortbildung
- Theoretische Grundlagen (Baustatik, Festigkeitslehre, Bauphysik)
- Baustoffe, Baukonstruktion und technologische Hilfsmittel
- Einführung in die Bauinformatik und moderne Planungsmethoden
Auszug aus dem Buch
1.1. Berufsbezeichnung und Berufsbild
Das Wort Ingenieur kommt vom lateinischen Wort ingenium, das die angeborene geistige Fähigkeit, den natürlichen Verstand, den Scharfsinn und die Begabung meint, aber auch den geistreichen Menschen, das Genie, das Talent und den klugen Kopf bezeichnet.
Im Lexikon heißt es (Zitat): „Ingenieur ist ein wissenschaftlich gebildeter Fachmann der Technik, der technische Gegenstände, Verfahren, Anlagen oder Systeme erforscht, plant, entwirft, konstruiert, fertigt, vertreibt, überwacht oder verwaltet. Der Ingenieur ist unter verschiedenen, aus seinen Arbeitsbereichen abgeleiteten Bezeichnungen (Konstruktions-, Betriebs-, Vertriebs-, Montage-, Patent-, Sicherheits-, Normeningenieur u. ä.) in leitenden Stellungen hauptsächlich in der Industrie, in Behörden oder freiberuflich tätig (Beratender Ingenieur). Andere zusammengesetzte Berufsbezeichnungen beziehen sich auf die Fachgebiete, so z. B. Maschinenbau-, Elektro-, Bau-, Luftfahrt-, Verfahrens-, Bergbau-, Textilingenieur.“ (Zitatende)
Bauingenieur ist ein Beruf, den Menschen beiderlei Geschlechts ausüben können. Bauingenieur ist ein Dienstleistungsberuf. Voraussetzung ist immer, dass jemand existiert, der etwas bauen will und das Bauvorhaben finanziert. Damit hängt die Bautätigkeit sehr stark von der Baufreudigkeit, der Bauwilligkeit und der Finanzkraft der öffentlichen und privaten Bauherren ab (Baukonjunktur).
Der Bauingenieur entwirft, berechnet und konstruiert Bauwerke, er plant, leitet und überwacht ihre Ausführung. Dabei berücksichtigt er Standsicherheit, Betriebssicherheit, Gebrauchstauglichkeit, Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Dauerhaftigkeit.
Der Bauingenieur bildet die künftige Realität eines Bauwerks als Modell auf dem Papier und im Computer ab. Es entsteht dabei im Wesentlichen ein Prototyp eines Bauwerks, der nach Abschluss des anschließenden Bauvorgangs in der Wirklichkeit auf Anhieb korrekt funktionieren muss.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Aufgaben des Bauingenieurs: Ein Überblick über das Berufsbild, die persönlichen Voraussetzungen und die grundlegenden ethischen und praktischen Anforderungen an den Bauingenieur.
2. Ausbildung im Bauwesen: Detaillierte Darstellung des Ausbildungswegs – von der Antike bis heute – sowie der Bedeutung ständiger Fortbildung durch Fachliteratur und neue Medien.
3. Gesetze, Normen und Regelwerke: Erläuterung der Bedeutung von technischen Normen und rechtlichen Grundlagen als "Bibel des Bauingenieurs" und die Notwendigkeit ihrer Anwendung.
4. Hilfsmittel des Ingenieurs, damals und heute: Historischer Rückblick auf Rechenhilfsmittel und moderne Einführung in die Kommunikationstechnik.
5. Technisches Zeichnen: Grundlegende Darstellung der Methodik des Zeichnens und Konstruierens, inklusive der Ablösung handwerklicher Verfahren durch CAD-Systeme.
6. Begriffe und Maßeinheiten: Physikalische Grundlagen und die Bedeutung gesetzlicher Einheiten (SI-System) im Bauwesen.
7. Bautechnische Grundlagen: Zentrale theoretische Themenbereiche wie Baustatik, Festigkeitslehre, Querschnittswerte, Lastannahmen und Stabilität.
8. Die Baustoffe: Überblick über Eigenschaften und Anwendung von Holz, Stahl, Beton, Kunststoffen und anderen Baumaterialien.
9. Baukonstruktionslehre: Vermittlung der Lehre über die richtige Auswahl und Fügung von Baustoffen zu tragfähigen Konstruktionen.
10. Bauphysik: Abhandlung wichtiger bauphysikalischer Felder wie Wärme-, Schallschutz und Feuchtigkeitsvermeidung in Gebäuden.
11. Baustatik: Vertiefende Theorie zu statischen Systemen, Lastannahmen und dem Verhalten von Tragwerken unter Belastung.
12. Baukunst und Baugeschichte: Betrachtung der ästhetischen und historischen Komponente des Ingenieurwesens.
13. Formen der Tragwerke: Klassifizierung verschiedener Tragwerkstypen (Stab-, Bogen-, Flächentragwerke) und ihre spezifischen statischen Prinzipien.
14. Stahlbau: Einführung in die Normung, Herstellung und Anwendung von Stahlbauelementen.
15. Holzbau: Spezifische Anforderungen an Holz als Baustoff sowie Methoden des Holzschutzes und der Verbindungstechnik.
16. Mauerwerksbau: Grundlagen des Mauerwerksbaus und der geltenden Normen für diese Bauweise.
17. Grundbau und Bodenmechanik: Detaillierte Erläuterung der Bodenbeschaffenheit, Gründungsverfahren und geotechnischer Berechnungen.
18. Vermessung: Grundlagen der geodätischen Messverfahren und deren Anwendung in der Ingenieurpraxis.
19. Straßenbau: Planung, Bemessung und Unterhalt von Verkehrswegen sowie die Bedeutung der Straßenverkehrstechnik.
20. Brückenbau: Übersicht zu Bauformen, Berechnungsgrundlagen und Verkehrslasten bei Brückenbauwerken.
21. Eisenbahnbau: Grundlagen des Bahnbaus, der Trassierung und der dynamischen Einflüsse auf Gleisstrecken.
22. Wasserbau: Einführung in die Aufgaben der Wasserwirtschaft, Hydraulik, Stauberechnungen und den Flussbau.
23. Wasserversorgung: Aspekte der Wassergewinnung, -aufbereitung und -speicherung zur Trinkwasserversorgung.
24. Kanalbau und Klärwerksbau: Prozesse der Abwasserableitung und -reinigung mittels technischer Kläranlagen.
25. Der Bauingenieur im praktischen Einsatz: Beschreibung der verschiedenen beruflichen Rollen (Planer, Statiker, Bauleiter) und der Teamarbeit auf der Baustelle.
26. Das Bauen in der Praxis: Ablauf eines Bauvorhabens von der Ausschreibung und Vergabe bis zur Bauausführung.
27. Baufehler und Bauschäden: Analyse von Schadensursachen, Fehlerprävention und Fallbeispiele aus der Praxis.
28. Kurze Einführung in die Bauinformatik: Grundlagen der Datenverarbeitung und deren Entwicklung in der Ingenieurpraxis.
29. Allgemeine Anwendungsprogramme: Nutzung von Standard-Softwaresystemen im Ingenieuralltag.
30. Ingenieuranwendungen im Bauwesen: Spezielle IT-Anwendungen für statische Berechnungen, AVA-Verfahren und GIS-Systeme.
31. Computerunterstützte Planungsmethoden: Einführung in CAD-Systeme, CAE-Anwendungen und 3D-Computergrafik.
32. Alte und neue Computersysteme: Herausforderungen der Portabilität von Software und der Langzeitarchivierung digitaler Daten.
33. Spezielle Bauinformatik: Anwendung moderner Prozessleittechnik am Beispiel der Klärwerksautomatisierung.
34. Begriffe und Bezeichnungen im Bauwesen: Alphabetisches Glossar wichtiger Fachbegriffe.
35. Anhang: Literaturverzeichnis, griechisches Alphabet und Übersicht der Formeln und Bilder.
36. Index: Alphabetisches Schlagwortverzeichnis.
Schlüsselwörter
Bauingenieurwesen, Baustatik, Bodenmechanik, Bauphysik, Baukonstruktion, Bauinformatik, CAD, Wasserbau, Straßenbau, Stahlbeton, Baustoffe, Vermessungstechnik, Projektmanagement, Normung, Bauleiter.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Buch grundlegend?
Das Buch vermittelt das notwendige Wissen über das Berufsbild und die Aufgaben des Bauingenieurs, ergänzt um die wesentlichen theoretischen Grundlagen und die technologische Entwicklung des Fachbereichs.
Welche zentralen Themenbereiche werden abgedeckt?
Zu den Schwerpunkten zählen Baustatik, Konstruktionslehre, Materialkunde, geotechnische Grundlagen sowie die modernen digitalen Planungsmethoden (Bauinformatik, CAD, GIS).
Was ist das primäre Ziel des Werkes?
Es soll angehenden Ingenieuren die Zusammenhänge zwischen Theorie und Praxis verständlich machen und ihnen einen umfassenden Einblick in die Anforderungen des Baualltags ermöglichen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden behandelt?
Das Werk behandelt klassische statische Berechnungsmethoden sowie numerische Ansätze wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) und deren Anwendung im modernen Bauwesen.
Was wird im umfangreichen Hauptteil thematisiert?
Der Hauptteil gliedert sich in technische Fachgebiete wie Stahlbau, Holzbau, Grundbau, Vermessungstechnik sowie Wasser- und Straßenbau, ergänzt durch betriebswirtschaftliche Aspekte der Projektabwicklung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Werk?
Bauingenieurwesen, Baustatik, Bodenmechanik, Bauphysik, Bauinformatik und CAD sind die zentralen Begriffe, die das inhaltliche Spektrum zusammenfassen.
Warum ist die Bauinformatik ein eigener Schwerpunkt?
Die Bauinformatik hat die tägliche Arbeit des Ingenieurs grundlegend verändert. Das Werk gibt einen Einblick in die historische Entwicklung sowie die heutigen Anforderungen an IT-gestützte Planung und Datenverwaltung.
Welche Rolle spielt die praktische Erfahrung des Verfassers?
Otto Praxl lässt seine 50-jährige Berufsbiografie in das Werk einfließen, was durch zahlreiche Praxisbeispiele – etwa zur Unterfangung oder zur Klärwerksautomatisierung – einen besonderen Mehrwert bietet.
Wie wird das Thema Bauschäden behandelt?
Der Autor sensibilisiert den Leser für die Ursachen von Baumängeln und zeigt durch Fallstudien, wie durch fachgerechte Planung und korrekte Anwendung technischer Regeln Bauschäden vermieden werden können.
- Arbeit zitieren
- Otto Praxl (Autor:in), 2015, Was der Bauingenieur wissen und können muss, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/288987
