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
