Prof. Dr.-Ing. Andrej Albert

Ziel der Ausbildung:

Die Studierenden können für statisch bestimmt gelagerte Stahlbetonbauteile mit Rechteck- oder mit Plattenbalkenquerschnitt die Biege- und die Querkraftbemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit durchführen, den Anschluss des Druck-und/ oder des Zuggurtes nachweisen sowie die Bauteile konstruktiv durchbilden.

Gliederungsübersicht:

• Grundlagen der Bemessung von Stahlbetonbauteilen
• Baustoffe – Materialeigenschaften
• Grenzzustand der Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit
• Bemessung für Biegung mit/ohne Normalkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit
• Querkraftbemessung von Stahlbetonbauteilen im Grenzzustand der Tragfähigkeit
• Verankerung und Stöße von Bewehrungsstäben
• Zugkraftdeckungslinie–Bewehrungregeln, Bewehrungsführung
• Bemessung von Plattenbalkenquerschnitten

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziel der Ausbildung:

Die Studierenden können gängige Stahlbetonbetonbauteile (Platten, Stützen, Rahmen und Fundamente) im Grenzzustand der Tragfähigkeit bemessen und konstruktiv durchbilden. Sie können zudem für Spannbetonbauteile die Schnittgrößenfür den Lastfall Vorspannung ermitteln und Spannbetonbauteile für Biegung und Querkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit bemessen.

Gliederungsübersicht:

• Einachsig gespannte Platten
• Zweiachsig gespannte Platten
• Bemessung von Bauteilen bei überwiegender Druckbeanspruchung
• Rahmen–Fundamente
• Punktgestützte Platten
• Vorspannarten
• Lastfall ’Vorspannung’ bei statisch bestimmten und statisch unbestimmtenSystemen
• Querschnittswerte
• Zeitabhängiges Materialverhalten
• Bemessung von Spannbetonbauteilen für Biegung und Querkraft

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziel der Ausbildung:

Die Studierenden können alle gängigen Stahlbetonbetonbauteile im Grenzzustandder Tragfähigkeit und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit bemessen und konstruktiv durchbilden.

Gliederungsübersicht:

• Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (Rissbreiten, Durchbiegungen)
• Wände und wandartige Träger
• Deckengleiche Unterzüge
• Treppen
• Bemessung für Torsionsbeanspruchung
• Aussteifung von Tragwerken des Massivbau

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziele der Ausbildung:

Die Studierenden können mit Hilfe eines FEM-Programmes die Schnittgrößenkomplexer Stahlbetonbauteile ermitteln. Sie sind in der Lage, die Ergebnisse unter Berücksichtigung der Modellierung (insbesodere auch an Stellen von Singularitäten) sinnvoll zu bewerten.

Gliederungsübersicht:

• Herleitung der Elementsteifigkeitsbeziehungen von Fachwerkstäben und Dehnstäben
• Prinzip von Minimum der Potentiellen Energie
• Ritz ́sches Verfahren
• Elmenttypen
• Singularitäten
• Modellierungshinweise für Decken mit Unterzügen

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Folgendes ist während der Praxisphase gefordert:

• Kurzberichte über jeweils ca. 80 Arbeitsstunden, d.h. in Summe 4 Kurzberichte. Der Umfang der Kurzberichte beträgt jeweils ca. 1 Seite.
• Qualifiziertes Arbeitszeugnis der Praktikumsstelle.
• Ausführlicher Bericht über ein Thema/ein Projekt, mit dem der Praktikant/die Praktikantin sich ausführlicher beschäftigt hat. Bezüglich des Umfangs gilt als Richtwert 30 Seiten. Dies ist aber nur als Anhaltswert zu verstehen. Der Bericht kann auch einige Seiten Computerausdruck einer Statik oder auch Ausschnitte aus Grundrissen/Ansichten/Positionsplänen enthalten.
• Abschließend findet ein Kolloquium zu den Inhalten des ausführlichen Berichtes statt (Powerpointpräsentation ca. 15 Minuten).

Der Praktikant/die Praktikantin soll alles, was er/sie während der Praxisphase an Aufgaben erledigt, reflektieren und erläutern können, sowie den Bezug zu dem, was er/sie in den Vorlesungen gelernt hat, herstellen können. 
Antworten der Art „Das wird in dem Büro eben so gemacht“ oder „Das hat mir die Software so ausgegeben“ werden im Kolloquium nicht akzeptiert.

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziel der Ausbildung:

Die Studierenden können die Verteilung von Schnittgrößen in biegebeanspruchten Stahlbetonbauteilen unter Berücksichtigung von Umlagerungen (auch infolge von Kriechen) berechnen. Zudem können Sie die Traglasten von Stahlbetonbauteilenanhand physikalisch nichtlinearer FEM-Berechnungen ermitteln. Darüber hinaus sind sie vertraut mit der Verwendung von geeigneter Software für die Bemessungim Stahlbetonbau.

Gliederungsübersicht:

• Verfahren der Schnittgrößenermittlung
• Schnittgrößenumlagerungen infolge Kriechen
• Wirklichkeitsnahe FEM-Berechnungen mit nichtlinearen Werkstoffgesetzen im Stahlbetonbau
• Einsatz von Bemessungssoftware im Stahlbetonbau

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziele der Ausbildung:

Die Studierenden können Konstruktionen aus Betonfertigteilen bemessen und dieTermine und Kosten bei Projekten mit Betonfertigteilen realistisch einschätzen.

Gliederungsübersicht:

• Bemessung typischer Konstruktionselemente des Betonfertigteilbaus
• Produktionsplanung
• Terminplanung
• Kalkulation
• Bemessung und Konstruktion
• Massenermittlung
• Ausschreibung
• Logistik (Produktion, Transport, Montage, Schnittstellen)
• Kosten

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziele der Ausbildung:

Die Studierenden können Stahlbetonbauteile für Ermüdungslasten und für den Brandlastfall bemessen und konstruktiv durchbilden. Sie sind zudem in der Lage, weiße Wannen sowie eine nachträgliche Traglasterhöhung von Stahlbetonbauteilen zu planen. Darüber hinaus können die Studierenden anhand von Handberechnungen für einfache Systeme sowie mit Hilfe geeigneter Software für komplexe Systeme eine Bemessung für den Lastfall Erdbeben vornehmen.

Gliederungsübersicht:

• Bemessung von Weißen Wannen
• Ausbildung von Fugen
• Nachträgliches Verstärken von Betonbauteilen
• Nachweis gegen Ermüdung
• Bemessung für den Brandlastfall
• Einmassenschwinger – Freie ungedämpfte Schwingungen
• Einmassenschwinger – Freie gedämpfte Schwingungen
• Einmassenschwinger – Erzwungene Schwingungen
• Fußpunkterregte Schwingungen – Antwortspektrenverfahren
• Mehrmassenschwinger
• Erdbebenbemessung gemäß EC8

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Ziele der Ausbildung:

Die Studierenden sind in der Lage, ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellungen im Rahmen von Forschungsprojekten unter enger Anleitung zu bearbeiten, die Ergebnisse zu dokumentieren und sie zu kommunizieren

(weitere Infromationen s. Modulhandbuch)

Der Baustoff (Stahl)beton dominiert nach wie vor die weltweite und deutsche Baubranche. Bei der Herstellung von einer Tonne des für Beton benötigten Zementes werden 0,61 t CO₂ freigesetzt. Allein im Hochbau werden weltweit etwa 2,5 Mrd. Tonnen Zement verbraucht. Davon entfallen allein 55 % und somit ca. 1,4 Mrd. Tonnen Zement und 0,83 Mrd. Tonnen CO₂ auf Decken und Fundamente im Hochbau.

Eine Lösung zur Reduktion des Betoneinsatzes in Decken und Fundamenten bieten Hohlkörper mit einem Einsparpotenzial an Material und CO₂ von bisher ca. 25 % gegenüber massiven Betondecken. Nachteil bisheriger Hohlkörper-Systeme ist jedoch die deutliche Reduktion der Querkrafttragfähigkeit gegenüber Betonmassivdecken, sodass sich der effektive Einsatzbereich auf ca. 60 % der Decken- bzw. der Fundamentfläche verringert. Dadurch weist die Leichtbauweise mit Hohlkörpern bisher häufig Kostennachteile gegenüber massiven Decken/Fundamenten auf. Trotz der Umweltvorteile von Hohlkörpersystemen wird daher weiterhin der weitaus größte Teil der Decken und Fundamente in massiver Bauweise ausgeführt.

Zentrales Ziel des Projektes ist es, die Querkrafttragfähigkeit von zweiachsig gespannten Hohlkörperdecken und -fundamenten um 50 % zu steigern und auf diese Weise das Einsatzgebiet der Hohlkörper­technologie sowie das Einsparpotenzial hinsichtlich Material und CO₂ zu maximieren. Dieses Ziel soll erreicht werden durch ein neues geometrisches Prinzip der Hohlkörpertechnologie. Es handelt sich um kegelstumpfförmige Hohlkörper, die mit der „spitzen“ Seite alternierend nach oben und nach unten eingebaut werden und so exakt den Kraftfluss in Decken/Fundamenten abbilden. Durch die erhöhte Querkrafttragfähigkeit der neuen Hohlkörper-Technologie wird der Einsatz auch in Bereichen nahe von Wänden und Stützen ermöglicht. Dadurch erhöht sich der Einsatzbereich auf bis zu 80 % der gesamten Decken-/Fundamentfläche. Über diesen Ansatz werden bis zu 40 % des eingesetzten Betons in Decken und Fundamenten eingespart. Zudem sollen sie erstmals auch klare Kostenvorteile gegenüber Massivdecken aufweisen, so dass sie flächendeckend in die Anwendung überführt werden können und eine schnelle, akute und hohe Umweltwirkung erzielen.

Das Verbundprojekt ‚air-Kon-Matrizen: Aufblasbare, individuell geformte, ressourcendschonende und konfektionierbare Hohlkammer-Matrizen für die Herstellung von Leichtbaufundamenten‘ wurde im Zuge der Initiative ‚Technologietransfer-Programm Leichtbau‘ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) bewilligt.

Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung maßkonfektionierter, aufblasbarer Hohlkammermatrizen, die in die Schalung von Fundamenten zwischen den Bewehrungslagen eingelegt werden und den Beton an den Stellen verdängen, an denen er für die Tragfähigkeit nicht benötigt wird. Ähnlich wie bei den bereits gängigen Hohlkörperdecken sollen dadurch bis zu 40 Prozent der Betonmenge eingespart werden. Durch die Verringerung des eingesetzten Betons kann der für die Herstellung und den Transport erforderliche Energieverbrauch erheblich reduziert und somit der damit einhergehende CO₂-Ausstoß signifikant gesenkt werden.

Stahlbetonbauteile sind während ihrer Nutzungsdauer neben den eigentlichen Lasteinwirkungen zusätzlich Zwangeinwirkungen unterworfen. Diese ergeben sich immer dann, wenn ein Bauteil infolge von Betonschwinden oder infolge von Temperatureinwirkungen das Bestreben hat, sich zu verlängern oder zu verkürzen, durch seine Auflagerung aber an derartigen Verformungen gehindert wird. Die beschriebenen Zwangkräfte können rechnerisch nur mit erheblichem Aufwand exakt bestimmt werden und werden deshalb in der Praxis üblicherweise auf der sicheren Seite liegend abgeschätzt. Dadurch ergibt sich eine immense Verschwendung von Bewehrungsstahl. Ziel des Forschungsprojektes ist es ein einfach handhabbares Verfahren für eine wirklichkeitsnahe Abschätzung der Zwangkräfte in Stahlbetondecken zu entwickeln.

Ein ressourcenschonender Umgang mit Rohstoffen ist eines der vor­rangigen Ziele des 21. Jahrhunderts und erfährt immer mehr Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit. Einen nicht unerheblichen Beitrag zur Reduzierung des Ressourcen­be­darfs kann der Einsatz von Hohlkörpern in Stahlbetondecken beisteuern. Durch den verminderten Betonein­satz wird weniger CO₂ bei der für den Beton erforderlichen Zement­her­stellung emittiert. Einen weiteren positiven Aspekt für den Einbau von Hohl­körpern in Stahlbetondecken stellt das deutlich reduzierte Eigengewicht dar, welches größere Spannweiten bei glei­cher Deckenstärke ermöglicht.

Während sich die Biege­tragfähigkeit einer Stahlbetonhohlkörperdecke lediglich gering­fügig von der Biegetrag­fähigkeit einer massiven Stahlbetondecke unterscheidet, wird die Querkraft­tragfähig­keit durch den Einbau der Hohlkörper deutlich reduziert. Die Querkrafttragfähigkeit der Hohlkörperdecke liegt bei den bislang im Bauwesen ein­ge­setzten Hohlkörpern bei ungefähr 50 % der Querkrafttragfähigkeit einer baugleichen Vollmassivdecke, so dass die Hohlkörper in den Bereichen einer Decke, in denen hohe Querkräfte vorliegen, nicht eingebaut werden dürfen. Dies führt zu einer deutlichen Einschränkung des Einsatz­be­reiches der Hohlkörper. Da die Hohlkörperformen bis­lang keinem Opti­mierungs­pro­zess hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit unterzogen wurden, sind die in der Baupraxis verwendeten Hohlkörperformen keinesfalls als opti­mal anzu­sehen.

In dieser Arbeit wird mit Hilfe eines mehrkriteriellen Optimierungsprozesses, basierend auf der Methode der Genetischen Programmierung, eine Hohlkörperform identifiziert, die hinsichtlich der beiden konträren Optimierungskriterien „hohe Querkrafttragfähig­keit“ und „hohe Betonvolumenverdrängung“ einen guten Kompromiss darstellt. Neben den numerischen FEM-Berechnungen zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit, wel­che u. a. auch während des Optimierungsprozesses zur Anwendung kommen, wird die Querkrafttragfähigkeit von Plattenstreifen mit den optimierten Hohlkörpern zusätz­lich in Bauteilversuchen überprüft. Um ein ganzheitlich durchdachtes neues Hohlkör­per­deckensystem zu entwickeln, werden neben der Optimierung der Quer­krafttragfä­hig­keit auch zahlreiche weitere Untersuchungen zur Optimierung des Material­einsat­zes sowie zur Transport- und Einbausituation durchgeführt.

Des Weiteren bildet die Entwicklung eines mechanisch begründeten Bemessungs­mo­dells zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit einer Hohlkörperdecke einen wesent­li­chen Bestandteil der vorliegenden Arbeit. Um ein abgesichertes Modell zu erstellen, welches die Querkrafttragfähigkeit realitätsnah abbildet, sind fundierte Kenntnisse zum Querkrafttragverhalten erforderlich. Dafür werden neben einer mittels der Finite Ele­mente Methode durchgeführten umfangreichen Parameterstudie, in der zahlreiche Einflussfaktoren auf die Querkrafttragfähigkeit von Hohlkörperdecken untersucht wer­den, ergän­zend Bauteilversuche mit variierender Hohlkörperhöhenlage durchgeführt.

(gefördert durch das BBSR im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft BAU)

(gefördert durch das BBSR im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft BAU)

• Schmidt, T., Albert, A.: Optimierung von Hohlkörpern in Stahlbetonplatten für beliebige Schnittgrößenkombinationen. Beton- und Stahlbetonbau 118 Heft 12, S. 842-851, 2023
• Andrej Albert (Hrsg.): Bautabellen für Ingenieure, 25. Auflage, Reguvis Fachmedien, 2022
• Andrej Albert, Joachim P. Heisel (Hrsg.): Bautabellen für Architekten, 25. Auflage, Reguvis Fachmedien, 2022
• Walsemann, C.; Albert, A.; Mark, P.: Experimentelle und numerische Untersuchungen zu Zwangkräften aus Temperaturdifferenzen. Beton- und Stahlbetonbau 117, H. 11, S. 901–912, 2022
• Eilers, S.; Albert, A.; Schnell, J.: Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Hohlräumen unter Längszug, Beton- und Stahlbetonbau, Volume 116, Issue 4, 2021
• Wommelsdorff, O.; Albert, A.; Fischer, J.: Stahlbetonbau Teil 2, 10. Auflage, Reguvis Fachmedien, 2021
• Dridiger, A., Albert, A., Schnell, J.: Zur Ermittlung von Zwangschnittgrößen in einachsig gespannten Hochbaudecken, Beton- und Stahlbetonbau, Volume 114, Issue 9, Pages 610-619, Ernst & Sohn, 2019 
• Albert, A.; Busch, D.; Pfeffer, K.: Hohlkörperdecken, in: Hegger, Mark (Hrsg): Stahlbetonbau-Fokus: Geschossdecken, Beuth-Verlag, 2018 
• Albert, A.; Pfeffer, K., Schnell, J.: Hohlkörperdecken, in: Bergmeister, Fingerloos, Wörner (Hrsg.): Betonkalender 106. Jahrgang, Ernst & Sohn, 2017
• Wommelsdorff, O.; Albert, A.; Fischer, J.: Stahlbetonbau Teil 1, 11. Auflage, Bundesanzeiger Verlag, 2017
• Andrej Albert, Denis Busch, Jürgen Schnell: New void formers for biaxial voided slabs. fib Symposium 2016, Cape Town, South Africa
• Andrej Albert, Stephan Eilers, Jürgen Schnell: Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Hohlräumen unter Längszug. BetonTage Ulm, 2016
• Andrej Albert, Heiko Denk, Peer Lubasch, Andreas Nitsch: Spannbeton ─ Grundlagen und Anwendungsbeispiele, 2. Auflage Verlag Wolters Kluwer, 2013
• Christian Albrecht, Andrej Albert, Karsten Pfeffer, Jürgen Schnell: Bemessung und Konstruktion von zweiachsig gespannten Stahlbetondecken mit abgeflachten Hohlkörpern Beton- und Stahlbetonbau, Heft 9/2012, Ernst & Sohn, 2012
• Andrej Albert, Andreas Dridiger Erdbebenbemessung von Betontragwerken nach EC 8 17. Siegener Massivbau-Seminar, 2012
• Andrej Albert, Stephan Eilers Kippen von Fertigteilträgern – Theorie und Praxisbeispiele Gießener Bauforum, 2011

• Dr.-Ing. Denis Busch
• Thilo Schmidt, M.Sc.
• Clara Walsemann M.Sc.

• Max Engelbrecht
• Sara Schulz