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E-book

Geschichte der Baustatik: Auf der Suche nach dem Gleichgewicht, 2. Auflage

ISBN: 978-3-433-60750-3
1188 pages
January 2016
Geschichte der Baustatik: Auf der Suche nach dem Gleichgewicht, 2. Auflage (3433607508) cover image

Table of Contents

V Zum Geleit

IX Vorwort zur 2. Auflage

XI Vorwort zur 1. Auflage

2 1 Aufgaben und Ziele der Historiografie der Baustatik

4 1.1 Wissenschaftsinterne Aufgaben

8 1.2 Ingenieurpraktische Aufgaben

9 1.3 Didaktische Aufgaben

11 1.4 Kulturelle Aufgaben

12 1.5 Ziele

12 1.6 Einladung zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken in Zeitreisen

14 2 Lernen aus der Geschichte: Zwölf Einführungsvorträge in die Baustatik

15 2.1 Was ist Baustatik?

15 2.1.1 Vorbereitungsperiode (1575 –1825)

15 2.1.1.1 Orientierungsphase (1575 –1700)

16 2.1.1.2 Applikationsphase (1700 –1775)

17 2.1.1.3 Initialphase (1775 –1825)

18 2.1.2 Disziplinbildungsperiode (1825 –1900)

18 2.1.2.1 Konstituierungsphase (1825 –1850)

19 2.1.2.2 Etablierungsphase (1850 –1875)

20 2.1.2.3 Vollendungsphase (1875 –1900)

21 2.1.3 Konsolidierungsperiode (1900 –1950)

22 2.1.3.1 Akkumulationsphase (1900 –1925)

23 2.1.3.2 Inventionsphase (1925 –1950)

24 2.1.4 Integrationsperiode (1950 bis heute)

24 2.1.4.1 Innovationsphase (1950 –1975)

25 2.1.4.2 Diffusionsphase (1975 bis heute)

26 2.2 Vom Hebel zum Fachwerk

27 2.2.1 Hebelgesetz nach Archimedes

27 2.2.2 Prinzip der virtuellen Verschiebungen

28 2.2.3 Allgemeiner Arbeitssatz

28 2.2.4 Prinzip der virtuellen Kräfte

29 2.2.5 Parallelogramm der Kräfte

30 2.2.6 Von Newton zu Lagrange

31 2.2.7 Das Kräftepaar

31 2.2.8 Kinematische oder geometrische Richtung der Statik?

32 2.2.9 Labil oder stabil, bestimmt oder unbestimmt?

33 2.2.10 Statische Synthesen

36 2.2.11 Schwedlers Dreigelenkrahmen

38 2.3 Die Entwicklung der höheren technischen Bildung

38 2.3.1 Die Fach- und Militärschulen des Ancien Régimes

39 2.3.2 Wissenschaft und Aufklärung

40 2.3.3 Wissenschaft und Erziehung in der Französischen Revolution (1789 –1794)

41 2.3.4 Monges Lehrplan für die École Polytechnique

42 2.3.5 Die Nachläufer der École Polytechnique in Österreich, Deutschland und Russland

46 2.3.6 Ingenieurbildung in den Vereinigten Staaten

52 2.4 Eine Studie über Erddruck auf Stützmauern

54 2.4.1 Erddruckermittlung nach Culmann

55 2.4.2 Erddruckermittlung nach Poncelet

56 2.4.3 Spannungs- und Standsicherheitsnachweise

58 2.5 Einblicke in den Brückenbau und die Baustatik des 19. Jahrhunderts

60 2.5.1 Hängebrücken

61 2.5.1.1 Österreich

62 2.5.1.2 Böhmen und Mähren

62 2.5.1.3 Deutschland

63 2.5.1.4 Vereinigte Staaten

65 2.5.2 Holzbrücken

67 2.5.3 Mischsysteme

69 2.5.4 Die Göltzschtal- und die Elstertalbrücke (1845 –1851)

71 2.5.5 Die Britannia-Brücke (1846 –1850)

74 2.5.6 Die erste Dirschauer Weichselbrücke (1850 –1857)

76 2.5.7 Der Garabit-Viadukt (1880 –1884)

80 2.5.8 Baustatische Brückentheorien

80 2.5.8.1 Reichenbachs Bogentheorie

82 2.5.8.2 Youngs Gewölbetheorie

85 2.5.8.3 Naviers Theorie der Hängebrücken

86 2.5.8.4 Naviers Résumé des Leçons

87 2.5.8.5 Die Fachwerktheorie Culmanns und Schwedlers

88 2.5.8.6 Balkentheorie und Spannungsnachweis

89 2.6 Industrialisierung des Stahlbrückenbaus von 1850 bis 1900

89 2.6.1 Deutschland und Großbritannien

92 2.6.2 Frankreich

93 2.6.3 Vereinigte Staaten

97 2.7 Einflusslinien

97 2.7.1 Eisenbahnzüge und Brückenbau

100 2.7.2 Herausbildung des Begriffs der Einflusslinie

102 2.8 Der elastisch gebettete Balken

103 2.8.1 Die Winklersche Bettung

104 2.8.2 Die Theorie des Eisenbahnoberbaus

106 2.8.3 Von der Eisenbahnoberbautheorie zur Theorie des elastisch gebetteten Balkens

107 2.8.4 Erweiterungen durch die Geotechnik

109 2.9 Deformationsverfahren

109 2.9.1 Analyse eines Dreieckrahmens

110 2.9.1.1 Stabendmomente

111 2.9.1.2 Zwangskräfte

113 2.9.1.3 Superposition heißt, die Zustandsgrößen linear mit der Lösung zu kombinieren

113 2.9.2 Deformationsverfahren und Fachwerktheorie bei rahmenartigen Systemen im Vergleich

114 2.10 Theorie II. Ordnung

114 2.10.1 Der Beitrag Josef Melans

115 2.10.2 Hängebrücken werden steifer

116 2.10.3 Bogenbrücken werden weicher

116 2.10.4 Die Differentialgleichung des querbelasteten Druck- und Zugstabes

117 2.10.5 Die Integration der Theorie II. Ordnung in das Deformationsverfahren

118 2.10.6 Wozu dienen fiktive Kräfte?

121 2.11 Traglastverfahren

122 2.11.1 Erste Ansätze

124 2.11.2 Grundlegung des Traglastverfahrens

124 2.11.2.1 Josef Fritsche

125 2.11.2.2 Karl Girkmann

128 2.11.2.3 Andere Autoren

128 2.11.3 Das Paradoxon des Fließgelenkverfahrens

131 2.11.4 Durchsetzung des Traglastverfahrens

131 2.11.4.1 Sir John Fleetwood Baker

132 2.11.4.2 Exkurs: ein Rechenbeispiel

134 2.11.4.3 Die britisch-amerikanische Schule der Traglasttheorie

135 2.11.4.4 Kontroverse um das Traglastverfahren

138 2.12 Baugesetz – statisches Gesetz – Bildungsgesetz

138 2.12.1 Die fünf platonischen Körper

139 2.12.2 Anmut und Gesetz

142 2.12.2.1 Baugesetz

142 2.12.2.2 Statisches Gesetz

143 2.12.2.3 Bildungsgesetz

144 3 Die ersten technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen: Baustatik und Technische Mechanik

145 3.1 Was ist Technikwissenschaft?

146 3.1.1 Erste Annäherung

148 3.1.2 Nobilitierung der Technikwissenschaften durch den philosophischen Diskurs

150 3.1.2.1 Der Beitrag der Systemtheorie

152 3.1.2.2 Der Beitrag des Marxismus

154 3.1.2.3 Die Theorie der Technikwissenschaften

157 3.1.3 Technik und Technikwissenschaften

162 3.2 Die Aufhebung des Enzyklopädischen im System der klassischen Technikwissenschaften: fünf Fallbeispiele aus der Technischen Mechanik und der Baustatik

163 3.2.1 Zur Aktualität des Enzyklopädischen

165 3.2.2 Franz Joseph Ritter von Gerstners Beitrag zur Mathematisierung der Bauwissenschaften

166 3.2.2.1 Gerstners Gegenstandsbestimmung der Technischen Mechanik

168 3.2.2.2 Festigkeit des Eisens

172 3.2.2.3 Theorie und Praxis des Hängebrückenbaus im Handbuch der Mechanik

174 3.2.3 Weisbachs Enzyklopädie der Technischen Mechanik

175 3.2.3.1 Das Lehrbuch

178 3.2.3.2 Die Erfindung des Handbuchs für Ingenieure

180 3.2.3.3 Die Zeitschrift

180 3.2.3.4 Die Festigkeitslehre in Weisbachs Lehrbuch

183 3.2.4 Rankines Manuals oder: die Harmonie zwischen Theorie und Praxis

183 3.2.4.1 Rankines Manual of Applied Mechanics

186 3.2.4.2 Rankines Manual of Civil Engineering

187 3.2.5 Föppls Vorlesungen über Technische Mechanik

188 3.2.5.1 Ursprung und Ziel der Mechanik

189 3.2.5.2 Aufbau der Vorlesungen

190 3.2.5.3 Die wichtigsten deutschsprachigen Lehrbücher der Technischen Mechanik

191 3.2.6 Das Handbuch der Ingenieurwissenschaften als Enzyklopädie der klassischen Bauingenieurwissenschaften

194 3.2.6.1 Eiserne Balkenbrücken

196 3.2.6.2 Eiserne Bogen- und Hängebrücken

198 4 Vom Gewölbe zum Bogen

201 4.1 Das Gewölbegleichnis

202 4.2 Das geometrische Denken in der Theorie gewölbter Brücken

202 4.2.1 Der Ponte S. Trinità in Florenz

205 4.2.1.1 Galilei und Guidobaldo del Monte

207 4.2.1.2 Hypothesen

208 4.2.2 Die Etablierung des neuen Denkens in der Brückenbaupraxis am Beispiel der Nürnberger Fleischbrücke

209 4.2.2.1 Entwürfe zum Bau der Fleischbrücke

210 4.2.2.2 Entwürfe und Überlegungen zum Lehrgerüst

211 4.2.2.3 Das Tragverhalten der Fleischbrücke

213 4.3 Vom Keil zum Gewölbe – oder: das Additionstheorem der Keiltheorie

214 4.3.1 Zwischen Mechanik und Architektur: die Gewölbetheorie an der Académie Royale d’Architecture de Paris (1687 –1718)

215 4.3.2 La Hire und Bélidor

216 4.3.3 Epigonen

217 4.4 Von der Bruchbildanalyse in Gewölben zur Kantungstheorie

218 4.4.1 Baldi

220 4.4.2 Fabri

221 4.4.3 La Hire

222 4.4.4 Couplet

224 4.4.5 Brückenbau – noch immer Empirie

225 4.4.6 Coulombs Kantungstheorie

226 4.4.7 Monasterios Nueva Teórica

228 4.5 Die Stützlinientheorie

228 4.5.1 Präludium

231 4.5.2 Gerstner

233 4.5.3 Auf der Suche nach der wahren Stützlinie

235 4.6 Die Durchsetzung der Elastizitätstheorie

235 4.6.1 Der Dualismus von Gewölbe- und Bogentheorie bei Navier

236 4.6.2 Zwei Schritte vorwärts – ein Schritt zurück

238 4.6.3 Von Poncelet zu Winkler

242 4.6.4 Ein Rückfall

243 4.6.5 Das Gewölbe ist nichts, der Bogen ist alles: der Sieg der Theorie des elastischen Bogens über die Gewölbetheorie

244 4.6.5.1 Grandes Voûtes

247 4.6.5.2 Zweifel

248 4.6.5.3 Modellversuche

250 4.7 Die Traglasttheorie der Gewölbe

251 4.7.1 Von Rissen und der wahren Stützlinie im Gewölbe

253 4.7.2 Versagen von Gewölben

254 4.7.3 Die Grenzlastsätze der Traglasttheorie für Gewölbe

254 4.7.4 Die Sicherheit von Gewölben

256 4.7.5 Analyse von gewölbten Brücken

260 4.7.6 Erweiterungen der Gewölbetheorie von Heyman

262 4.8 Finite-Elemente-Methode

266 4.9 Die Untersuchungen von Holzer

267 4.10 Zum epistemologischen Status der Gewölbetheorien

268 4.10.1 Keiltheorie

269 4.10.2 Bruchbildanalyse und Kantungstheorie

270 4.10.3 Stützlinientheorie und Elastizitätstheorie der Gewölbe

271 4.10.4 Traglasttheorie der Gewölbe als Gegenstand der Historischen Baustatik

272 4.10.5 Finite-Elemente-Analyse von Gewölben

274 5 Geschichte der Erddrucktheorie

276 5.1 Stützmauern im Festungsbau

279 5.2 Erddrucktheorie als Gegenstand des Militäringenieurwesens

280 5.2.1 Am Anfang war die schiefe Ebene

281 5.2.1.1 Bullet

282 5.2.1.2 Gautier

282 5.2.1.3 Couplet

283 5.2.1.4 Weitere Ansätze

285 5.2.1.5 Reibung reduziert den Erddruck

287 5.2.2 Von der schiefen Ebene zur Keiltheorie

290 5.2.3 Charles Augustin Coulomb

292 5.2.3.1 Erscheinungsformen der Adhäsion

292 5.2.3.2 Bruchverhalten eines Mauerpfeilers

293 5.2.3.3 Der Übergang zur Erddrucktheorie

295 5.2.3.4 Der aktive Erddruck

297 5.2.3.5 Der passive Erddruck

297 5.2.3.6 Bemessung

298 5.2.4 Ein Magazin für Ingenieuroffiziere

300 5.3 Erweiterungen der Coulombschen Erddrucktheorie

300 5.3.1 Die Trigonometrisierung der Erddrucktheorie

300 5.3.1.1 Prony

301 5.3.1.2 Mayniel

302 5.3.1.3 Français, Audoy und Navier

304 5.3.1.4 Martony de Köszegh

306 5.3.2 Der geometrische Weg

307 5.3.2.1 Jean-Victor Poncelet

308 5.3.2.2 Hermann Schefflers Kritik an Poncelet

309 5.3.2.3 Karl Culmann

311 5.3.2.4 Georg Rebhann

313 5.3.2.5 Treibende Widersprüche

315 5.4 Der Beitrag der Kontinuumsmechanik

316 5.4.1 Das hydrostatische Erddruckmodell

317 5.4.2 Die neue Theorie des Erddrucks

319 5.4.2.1 Carl Holtzmann

320 5.4.2.2 Der Geniestreich Rankines

321 5.4.2.3 Emil Winkler

323 5.4.2.4 Otto Mohr

325 5.5 Die Erddrucktheorie von 1875 bis 1900

326 5.5.1 Coulomb oder Rankine?

327 5.5.2 Erddrucktheorie als Gewölbetheorie

328 5.5.3 Erddrucktheorie à la française

332 5.5.4 Kötters mathematische Erddrucktheorie

335 5.6 Experimentelle Erddruckforschung

335 5.6.1 Vorläufer der experimentellen Erddruckforschung

335 5.6.1.1 E. Cramer

336 5.6.1.2 B. Baker

337 5.6.1.3 A. Donath und H. Engels

338 5.6.2 Eine Sternstunde der Baugrundforschung

339 5.6.3 Erddruckversuche an der Versuchsanstalt für Statik der Baukonstruktion der TH Berlin

342 5.6.4 Fehlerdiskussionen in der Endlosschleife

344 5.6.5 Die schwedische Schule des Erdbaus

347 5.6.6 Entstehung der Bodenmechanik

348 5.6.6.1 Drei Entwicklungslinien

349 5.6.6.2 Die disziplinäre Konstruktion der Bodenmechanik

349 5.6.6.3 Konturen der phänomenologischen Erddrucktheorie

352 5.7 Erddrucktheorie in der Disziplinbildungsperiode der Geotechnik

355 5.7.1 Terzaghi

356 5.7.2 Rendulic

356 5.7.3 Ohde

358 5.7.4 Irrungen und Wirrungen

359 5.7.5 Ein publizistischer Schnellschuss

360 5.7.6 Grundbau + Bodenmechanik = Geotechnik

360 5.7.6.1 Der Bauingenieur als Soldat

362 5.7.6.2 Komplementäres

364 5.8 Erddrucktheorie in der Konsolidierungsperiode der Geotechnik

364 5.8.1 Neue Subdisziplinen der Geotechnik

365 5.8.2 Erddruckbestimmung in der praktischen Baustatik

366 5.8.2.1 Die erweiterte Culmannsche E-Linie

367 5.8.2.2 Neue Erkenntnisse über den passiven Erddruck

369 5.9 Erddrucktheorie in der Integrationsperiode der Geotechnik

370 5.9.1 Computergestützte erdstatische Berechnungen

372 5.9.2 Geotechnische Kontinuumsmodelle

375 5.9.3 Von der Kunst des Schätzens

377 5.9.4 Die Geschichte der Geotechnik als Gegenstand der Bautechnikgeschichte

380 6 Die Anfänge der Baustatik

382 6.1 Was ist Festigkeitslehre?

385 6.2 Zum Entwicklungsstand der Statik und Festigkeitsbetrachtung in der Renaissance

391 6.3 Galileis Discorsi

392 6.3.1 Erster Tag

395 6.3.2 Zweiter Tag

401 6.4 Die Entwicklung der Festigkeitslehre bis 1750

408 6.5 Das Bauingenieurwesen im ausgehenden 18. Jahrhundert

410 6.5.1 Die Vollendung der Balkentheorie

412 6.5.2 Franz Joseph Ritter von Gerstner

416 6.5.3 Einleitung in die statische Baukunst

417 6.5.3.1 Gerstners Analyse und Synthese von Tragstrukturen

421 6.5.3.2 Methodisierung des Tragwerksentwurfs bei Gerstner

422 6.5.3.3 Die Einleitung in die statische Baukunst als Lehrbuch der Analysis

422 6.5.4 Vier Bemerkungen zur Bedeutung von Gerstners Einleitung in die statische Baukunst für die Baustatik

423 6.6 Die Herausbildung der Baustatik: Eytelwein und Navier

424 6.6.1 Navier

427 6.6.2 Eytelwein

429 6.6.3 Die Analyse des Durchlaufträgers bei Eytelwein und Navier

430 6.6.3.1 Der Durchlaufträger in Eytelweins Statik fester Körper

434 6.6.3.2 Der Durchlaufträger in Naviers Résumé des Leçons

437 6.7 Rezeption von Naviers Analyse des Durchlaufträgers

440 7 Die Disziplinbildungsperiode der Baustatik

442 7.1 Clapeyrons Beitrag zur Herausbildung der klassischen Technikwissenschaften

442 7.1.1 Les Polytechniciens: gefesselter revolutionärer Elan der Polytechniker in der nachrevolutionären Zeit

444 7.1.2 1820 bis 1831: Clapeyron und Lamé in St. Petersburg

447 7.1.3 Clapeyrons Konstruktion des energetischen Imperativs der klassischen Technikwissenschaften

449 7.1.4 Brückenbau und Dreimomentengleichung

452 7.2 Die Vollendung der Technischen Balkentheorie

455 7.3 Von der graphischen Statik zur Graphostatik

456 7.3.1 Die Begründung der graphischen Statik durch Culmann

458 7.3.2 Zwei graphische Integrationsmaschinen

459 7.3.3 Rankine, Maxwell, Cremona und Bow

461 7.3.4 Differenzen zwischen graphischer Statik und Graphostatik

463 7.3.5 Die Durchsetzung der Graphostatik

464 7.3.5.1 Graphostatische Untersuchung räumlicher Gewölbe

466 7.3.5.2 Graphostatik im Ingenieurbau

470 7.4 Die Vollendungsphase der Baustatik

470 7.4.1 Der Beitrag Winklers

473 7.4.1.1 Die elastizitätstheoretische Fundierung der Baustatik

476 7.4.1.2 Die Theorie des elastischen Bogens als Grundlage des Brückenbaus

481 7.4.2 Die Anfänge des Kraftgrößenverfahrens

481 7.4.2.1 Beiträge zur Theorie statisch unbestimmter Fachwerke

486 7.4.2.2 Von der Fachwerktheorie zur allgemeinen Theorie der Stabwerke

493 7.4.3 Das Tragwerk als kinematische Maschine

493 7.4.3.1 Das Fachwerk als Maschine

494 7.4.3.2 Die Theoretische Kinematik Reuleaux’ und die Dresdener Schule der Kinematik

497 7.4.3.3 Kinematischer oder energetischer Imperativ in der Baustatik?

501 7.4.3.4 Der Pyrrhussieg des energetischen Imperativs in der Baustatik

501 7.5 Die Baustatik am Übergang von der Disziplinbildungsperiode zur Konsolidierungsperiode

501 7.5.1 Castigliano

505 7.5.2 Grundlegung der klassischen Baustatik

509 7.5.3 Der Grundlagenstreit der klassischen Baustatik als Wiederaufnahmeverfahren

509 7.5.3.1 Der Anlass

510 7.5.3.2 Der Streit der Stellvertreter

511 7.5.3.3 Der Streit um den Geltungsanspruch der Theoreme von Castigliano

517 7.5.4 Geltungsbereich der Sätze von Castigliano

518 7.6 Lord Rayleighs Werk The Theory of Sound und Kirpichevs Grundlegung der klassischen Baustatik

519 7.6.1 Der Rayleigh-Koeffizient und der Ritz-Koeffizient

521 7.6.2 Kirpichevs kongeniale Adaption

524 7.7 Die Berliner Schule der Baustatik

524 7.7.1 Zum Begriff der wissenschaftlichen Schule

525 7.7.2 Der Vollender der klassischen Baustatik: Heinrich Müller-Breslau

528 7.7.3 Die klassische Baustatik bemächtigt sich des Konstruierens im Ingenieurbau

531 7.7.4 Die Schüler Müller-Breslaus

533 7.7.4.1 August Hertwig

535 7.7.4.2 Die Nachfolger August Hertwigs

540 8 Vom Eisenbau zum modernen Stahlbau

542 8.1 Die Torsionstheorie im Eisenbau und in der Baustatik von 1850 bis 1900

542 8.1.1 Die Saint-Venantsche Torsionstheorie

547 8.1.2 Das Torsionsproblem in Weisbachs Lehrbuch

549 8.1.3 Die Torsionsversuche von Bach

552 8.1.4 Die Rezeption der Torsionstheorie durch die klassische Baustatik

556 8.2 Der Kranbau im Schnittpunkt von Maschinenbau, Elektrotechnik, Eisenbau und Baustatik

556 8.2.1 Rudolph Bredt – ein bekannter Unbekannter

557 8.2.2 Die Firma Ludwig Stuckenholz in Wetter a. d. Ruhr

558 8.2.2.1 Bredts Aufstieg zum Maestro des Kranbaus

562 8.2.2.2 Kran-Typen der Firma Ludwig Stuckenholz

568 8.2.3 Bredts wissenschaftlich-technische Veröffentlichungen

568 8.2.3.1 Prüfmaschine

569 8.2.3.2 Das Prinzip der Funktionstrennung im Kranbau

569 8.2.3.3 Kranhaken

569 8.2.3.4 Druckstäbe

570 8.2.3.5 Fundamentanker

570 8.2.3.6 Druckzylinder

571 8.2.3.7 Stark gekrümmte Stäbe

571 8.2.3.8 Elastizitätstheorie

571 8.2.3.9 Ingenieurpädagogik

573 8.2.3.10 Torsionstheorie

574 8.2.4 Die Maschinenbauindustrie bemächtigt sich der klassischen Baustatik

578 8.3 Die Torsionstheorie in der Konsolidierungsperiode der Baustatik (1900 –1950)

578 8.3.1 Die Einführung eines technikwissenschaftlichen Begriffs: das Torsionsträgheitsmoment

580 8.3.2 Die Entdeckung des Schubmittelpunktes

581 8.3.2.1 Carl von Bach

582 8.3.2.2 Louis Potterat

582 8.3.2.3 Adolf Eggenschwyler

583 8.3.2.4 Robert Maillart

585 8.3.2.5 Nachhutgefechte in der Debatte um den Schubmittelpunkt

585 8.3.3 Die Torsionstheorie im Stahlbau von 1925 bis 1950

588 8.3.4 Resümee

588 8.4 Auf der Suche nach der wahren Knicktheorie im Stahlbau

588 8.4.1 Die Knickversuche des Deutschen Stahlbau-Verbandes (DStV)

590 8.4.1.1 Der Welt größte Versuchsmaschine

591 8.4.1.2 Die perfekte Knicktheorie auf Basis der Elastizitätstheorie

593 8.4.2 Die Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft und die technisch-wissenschaftliche Gemeinschaftsarbeit im Stahlbau

593 8.4.2.1 Vereinheitlichung der Vorschriften des Stahlbaus

595 8.4.2.2 Gründung des Deutschen Ausschuß für Stahlbau (DASt)

597 8.4.3 Exkurs: die Olympischen Spiele des Konstruktiven Ingenieurbaus

599 8.4.4 Paradigmenwechsel in der Knicktheorie

600 8.4.5 Die Standardisierung der neuen Knicktheorie in der deutschen Stabilitätsnorm DIN 4114

602 8.5 Stahlbau und Stahlbauwissenschaft von 1925 bis 1975

603 8.5.1 Vom Stab- zum ebenen Flächentragwerk

604 8.5.1.1 Theorie der mittragenden Breite

606 8.5.1.2 Konstruktive Neuerungen im deutschen Brückenbau der 1930er-Jahre

609 8.5.1.3 Theorie des Trägerrostes

611 8.5.1.4 Die orthotrope Platte als Patent

613 8.5.1.5 Der Stahlbau zeichnet eine Anleihe beim Stahlbetonbau: die Hubersche Plattentheorie

616 8.5.1.6 Das Verfahren von Guyon-Massonnet

617 8.5.1.7 Theoriendynamik in der Stahlbauwissenschaft der 1950er- und 1960er-Jahre

618 8.5.2 Der Aufstieg des Stahlverbundbaus

619 8.5.2.1 Stahlverbundstützen

621 8.5.2.2 Stahlverbundträger

624 8.5.2.3 Verbundbrückenbau

627 8.5.3 Stahlleichtbau

632 8.5.4 Stahl und Glas gesellt sich gern

637 8.6 Exzentrische Bahnen – Verlust der Mitte

640 9 Die Stabstatik erobert die dritte Dimension: Das Raumfachwerk

641 9.1 Die Entstehung der Theorie des Raumfachwerks

644 9.1.1 Die Reichstagskuppel

645 9.1.2 Die Grundlegung der Theorie des Raumfachwerks durch August Föppl

649 9.1.3 Integration der Theorie des Raumfachwerks in die klassische Baustatik

653 9.2 Das Raumfachwerk im Zeitalter seiner technischen Reproduzierbarkeit

654 9.2.1 Alexander Graham Bell

655 9.2.2 Wladimir Grigorjewitsch Schuchow

655 9.2.3 Walther Bauersfeld und Franz Dischinger

656 9.2.4 Richard Buckminster Fuller

658 9.2.5 Max Mengeringhausen

659 9.3 Dialektische Synthese von individueller Baugestaltung und serieller Fertigung

659 9.3.1 Die MERO-Bauweise und das Kompositionsgesetz für Raumfachwerke

661 9.3.2 Das Raumfachwerk und der Computer

664 10 Der Einfluss des Stahlbetonbaus auf die Baustatik

666 10.1 Das erste Bemessungsverfahren im Stahlbetonbau

666 10.1.1 Die Anfänge des Stahlbetonbaus

668 10.1.2 Vom deutschen Monier-Patent zur Monier-Broschüre

671 10.1.3 Die Monier-Broschüre

672 10.1.3.1 Die neuartige statisch-konstruktive Qualität des Systems Monier

673 10.1.3.2 Die Anwendungsgebiete des Systems Monier

675 10.1.3.3 Die technikwissenschaftliche Grundlegung des Systems Monier

679 10.2 Der Stahlbetonbau revolutioniert das Bauwesen

681 10.2.1 Das Schicksal des Systems Monier

682 10.2.2 Das Ende der Systemzeit: Stahl + Beton = Stahlbeton

683 10.2.2.1 Der Napoleon des Stahlbetonbaus: François Hennebique

686 10.2.2.2 Der Stammvater des Rationalismus im Stahlbetonbau: Paul Christophe

691 10.2.2.3 Die Vollendung der Triade

696 10.3 Baustatik und Stahlbetonbau

697 10.3.1 Neuartige Tragwerke des Stahlbetonbaus

697 10.3.1.1 Emanzipation des Stahlbetonbaus vom Stahlbau: Rahmentragwerke

700 10.3.1.2 Erste Schritte des Stahlbetonbaus in die zweite Dimension: Plattentragwerke

713 10.3.1.3 Die erste Synthese

715 10.3.2 Statisch-konstruktive Selbstfindung des Stahlbetonbaus

715 10.3.2.1 Scheiben und Faltwerke

718 10.3.2.2 Stahlbetonschalen

753 10.3.2.3 Die zweite Synthese

755 10.3.2.4 Von der Kraft des Kalküls

757 10.4 Der Spannbetonbau: Une révolution dans l’art de bâtir (Freyssinet)

759 10.4.1 Leonhardts Spannbeton für die Praxis

762 10.4.2 Die erste Norm im Spannbetonbau

763 10.4.3 Die Spannbetonvorschriften in der DDR

764 10.4.4 Der unaufhaltsame Aufstieg des Spannbetonbaus im Spiegel der Zeitschrift Beton- und Stahlbetonbau

766 10.5 Es ist vollbracht: Paradigmenwechsel in der Bemessung von Stahlbetonbauteilen auch in der Bundesrepublik Deutschland

768 10.6 Sichtbarmachung des Unsichtbaren: Bemessen und Konstruieren im Stahlbetonbau mit Stabwerkmodellen

768 10.6.1 Das Fachwerkmodell von François Hennebique

769 10.6.2 Das Fachwerkmodell von Emil Mörsch

771 10.6.3 Die Kraft der Anschauung: Spannungsbilder von ebenen Flächentragwerken

773 10.6.4 Das Konzept der Stabwerkmodelle: Schritte zum ganzheitlichen Bemessen und Konstruieren im Stahlbetonbau

776 11 Die Konsolidierungsperiode der Baustatik

777 11.1 Das Verhältnis von Text, Bild und Symbol in der Baustatik

779 11.1.1 Die historischen Stufen der Idee der Formalisierung

786 11.1.2 Der Statiker – ein Symbolarbeiter?

787 11.2 Zur Entwicklung des Deformationsverfahrens

788 11.2.1 Der Beitrag der mathematischen Elastizitätstheorie

789 11.2.1.1 Elimination der Spannungen oder der Verschiebungen – das ist hier die Frage

790 11.2.1.2 Ein Element aus der idealen Objektwelt der mathematischen Elastizitätstheorie: das elastische Stabsystem

791 11.2.2 Vom Gelenkfachwerk zum Fachwerk mit biegesteifen Knoten

792 11.2.2.1 Ein Element aus der realen Objektwelt des Ingenieurs: das Eisenfachwerk mit genieteten Knoten

793 11.2.2.2 Zur Theorie der Nebenspannungen

796 11.2.3 Vom Fachwerk zum Rahmentragwerk

798 11.2.4 Die Emanzipation des Deformationsverfahrens von der Fachwerktheorie

799 11.2.4.1 Axel Bendixsen

800 11.2.4.2 George Alfred Maney

801 11.2.4.3 Willy Gehler

801 11.2.4.4 Asger Ostenfeld

802 11.2.4.5 Ludwig Mann

803 11.2.5 Das Deformationsverfahren in der Inventionsphase der Baustatik

804 11.3 Die Rationalisierungsbewegung in der Baustatik

805 11.3.1 Der operative Symbolgebrauch in der Baustatik

808 11.3.2 Rationalisierung des statisch unbestimmten Rechnens

809 11.3.2.1 Orthogonalisierungsverfahren

809 11.3.2.2 Spezielle Verfahren aus der Theorie der linearen Gleichungssysteme

810 11.3.2.3 Baustatische Iterationsverfahren

814 11.3.3 Der duale Bau der Baustatik

816 11.4 Konrad Zuse und die Automatisierung des statischen Rechnens

817 11.4.1 Schematisierung des statisch unbestimmten Rechnens

818 11.4.1.1 Schematisierter Rechengang

821 11.4.1.2 Erster Schritt zum Rechenplan

824 11.4.2 Die Rechenmaschine des Ingenieurs

826 11.5 Der Matrizenkalkül

826 11.5.1 Der Matrizenkalkül in der Mathematik und theoretischen Physik

827 11.5.2 Tensor- und Matrizenalgebra in den technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen

830 11.5.3 Zur Integration des Matrizenkalküls in die Ingenieurmathematik

833 11.5.4 Ein baustatisches Matrizenverfahren: das Übertragungsverfahren

836 12 Herausbildung und Etablierung der Computerstatik

837 12.1 The Computer shapes the theory (Argyris): Die historischen Wurzeln der Finite-Elemente-Methode

840 12.1.1 Stabwerkmodelle für elastische Kontinua

840 12.1.1.1 Das räumliche Fachwerkmodell von Kirsch

841 12.1.1.2 Fachwerkmodelle für elastische Scheiben

843 12.1.1.3 Die Entstehung der Gitterrostmethode

845 12.1.1.4 Erste computergestützte Strukturanalysen in der Fahrzeugindustrie

849 12.1.2 Modularisieren und Elementieren von Flugzeugstrukturen

849 12.1.2.1 Vom kastenförmigen Raumfachwerkträger zum Schubfeldträger und Schubfeldschema

856 12.1.2.2 Hochgeschwindigkeits-Aerodynamik, Elementierung des Schubfeldträgers und Matrizenrechnung

860 12.2 Die matrizenalgebraische Reformulierung der Strukturmechanik

860 12.2.1 Die Grundlegung der modernen Strukturmechanik

864 12.2.2 Die ersten Gehversuche der Computerstatik in Europa

864 12.2.2.1 Schweiz

865 12.2.2.2 Großbritannien

867 12.2.2.3 Bundesrepublik Deutschland

871 12.3 Die FEM – eine allgemeine Technologie technikwissenschaftlicher Theoriebildung

871 12.3.1 Zur klassischen Veröffentlichung einer nichtklassischen Methode

875 12.3.2 Von der heuristischen Potenz der FEM: die direkte Steifigkeitsmethode

878 12.4 Die Grundlegung der FEM durch Variationsprinzipien

879 12.4.1 Das Variationsprinzip von Dirichlet und Green

879 12.4.1.1 Ein einfaches Beispiel: der längsbelastete elastische Dehnstab

881 12.4.1.2 Die Göttinger Schule um Felix Klein

882 12.4.2 Die erste Stufe der Synthese: das kanonische Variationsprinzip von Hellinger und Prange

883 12.4.2.1 Pranges Habilitationsschrift

886 12.4.2.2 Im Orkus des Vergessens

887 12.4.2.3 Erste Schritte des Erinnerns

887 12.4.2.4 Eric Reissners Beitrag

889 12.4.3 Die zweite Stufe der Synthese: das Variationsprinzip von Fraeijs de Veubeke, Hu und Washizu

892 12.4.4 Variationsformulierung der FEM

895 12.4.5 Ein folgenschwerer Symmetriebruch

897 12.5 Computational Mechanics

900 13 Dreizehn wissenschaftliche Kontroversen in der Mechanik und Baustatik

901 13.1 Die wissenschaftliche Kontroverse

901 13.2 Dreizehn Streitfälle

901 13.2.1 Galileis Dialogo

902 13.2.2 Galileis Discorsi

903 13.2.3 Der philosophische Streit um das wahre Kraftmaß

904 13.2.4 Der Streit um das Prinzip der kleinsten Aktion

905 13.2.5 Die Peterskuppel im Streit der Theoretiker und Praktiker

907 13.2.6 Diskontinuum oder Kontinuum?

908 13.2.7 Graphische Statik vs. Graphostatik oder: die Verteidigung der reinen Lehre

909 13.2.8 Eine Feindschaft schafft zwei Schulen: Mohr gegen Müller-Breslau

910 13.2.9 Der Stellungskrieg

912 13.2.10 Bis dass der Tod euch scheidet: Fillunger gegen Terzaghi

913 13.2.11 »Im Prinzip ja … « : der Streit um die Prinzipien

915 13.2.12 Elastisch oder plastisch – das ist hier die Frage

916 13.2.13 Vom Bestand des Klassischen in der Erddrucktheorie 917 13.3 Resümee

918 14 Perspektiven der Historischen Baustatik

920 14.1 Baustatik und Ästhetik

920 14.1.1 Das Schisma der Baukunst

921 14.1.2 Schönheit und Nutzen in der Baukunst – eine Utopie?

925 14.1.3 Alfred Gotthold Meyers Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik

928 14.1.4 Das Ästhetische in der Dialektik von Bauen und Rechnen

933 14.2 Historische Technikwissenschaft – Historische Baustatik

934 14.2.1 Saint-Venants Historische Elastizitätstheorie

935 14.2.2 Historische Gewölbetheorie

936 14.2.3 Historisch-genetische Statiklehre

937 14.2.3.1 Historisch-logische Längsschnittanalyse

938 14.2.3.2 Historisch-logische Querschnittanalyse

938 14.2.3.3 Historisch-logischer Vergleich

938 14.2.3.4 Inhalte, Ziele, Mittel und Charakteristik der historisch-genetischen Statiklehre

938 14.2.4 Computergestützte Graphostatik

944 15 Kurzbiografien von 243 Protagonisten der Baustatik

1062 Bibliografie

1147 Personenregister

1157 Sachregister

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Author Information

Karl-Eugen Kurrer, geboren am 10.8.1952 in Heilbronn. Nach Realschule und Maurerlehre Studium des Allgemeinen Ingenieurbaus an der Staatsbauschule Stuttgart (heute Hochschule fur Technik). Anschlie?end Bauingenieur im Ingenieurholzbau. Studium des Bauingenieurwesens und der Physikalischen Ingenieurwissenschaften an der TU Berlin; 1982 Diplomarbeit uber die Entwicklungsgeschichte der Gewolbetheorie. Danach Promotion an der TU Berlin mit der Dissertation "Zur inneren Kinematik und Kinetik von Rohrschwingmuhlen" (1986) und daselbst Fortsetzung der Forschungen zur rationellen Energieverwendung in der Industrie. Entwicklungsingenieur fur Antennensysteme bei Telefunken Sendertechnik GmbH in Berlin (1989-1995). Ab Mitte der 1980er-Jahre Entwicklung des wissenschaftshistorisch akzentuierten Ansatzes der Bautechnikgeschichte fur die Baustatik, der spater zum Konzept einer Historischen Technikwissenschaft verallgemeinert wurde. Von 1993 bis 2010 Mitarbeit an dem von Edoardo Benvenuto (Genua) und Patricia Radelet-de Grave (Louvain-la-Neuve) begrundeten Netzwerk "Between Mechanics and Architecture". Seit 1996 Leiter des VDI-Arbeitskreises "Technikgeschichte" in Berlin und Begrunder einer Vortragsreihe am Deutschen Technikmuseum Berlin. Chefredakteur "Stahlbau" (seit 1996) und "Steel Construction - Design and Research" (seit 2008) bei Ernst & Sohn. Chairperson des International Scientific Committee des IIIrd International Congress on Construction History (2009) an der BTU Cottbus. Grundungsmitglied der deutschsprachigen Gesellschaft fur Bautechnikgeschichte (2013).
Uber 150 Zeitschriftenaufsatze und Buchbeitrage sowie mehrere Monographien, z. B. "Geschichte der Baustatik", 1. Aufl. 2002 und "The History of the Theory of Structures. From Arch Analysis to Computational Mechanics", 2008.
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Reviews

Über die 1. Aufl. 2002
Karl-Eugen Kurrer zieht einen Vorhang nach dem anderen auf, er läßt uns diesen "Entwicklungsroman" wie auf einer Bühne im Zeitraffer erleben. (...) die Darstellung der Zusammenhänge und der Entwicklungsstränge (...), vor allem aber der Beteiligten mit der Einbindung in ihre Zeit und den daraus entstehenden Antrieben, machen das Buch zu einer Fundgrube und zu einem Lesebuch gleichermaßen. (...) Kurrer betritt Neuland. (...) er hat dies ohne Forschungsauftrag getan, aus eigenen Mitteln: eine herauszuhebende Leistung in einer Zeit, die den "Privatgelehrten" kaum noch kennt und anerkennt.
Dr.-Ing. Klaus Stiglat, Karlsruhe
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