[14.05.2004] „Bauwesen – ein Leistungsspektrum“ – unter diesem Titel ist an der Universität Duisburg-Essen die 23. Ausgabe des Wissenschaftsmagazins ESSENER UNIKATE erschienen. Die Federführung hatte Jörg Schröder, Professor für Mechanik im Fachbereich Bauwesen.

Inbegriff der Ingenieurbaukunst

„Der Entwurf, die Gestaltung und die Ausführung von imposanten Bauwerken sind der Inbegriff der Ingenieurbaukunst. Hier sind höchste Anforderungen an die Konstruktion bezüglich der Ästhetik und Sicherheit zu erfüllen. Im Gesamtkontext dieser Problemstellung sind verschiedene Fachgebiete gefragt“, führt Jörg Schröder in die Thematik des Magazins ein. Das moderne Bauingenieurwesen zeichnet sich wie kaum eine andere Ingenieurwissenschaft durch Interdisziplinarität aus. So erstreckt sich das Spannungsfeld des Bauingenieurs von der Planung und dem Entwurf über die Konstruktion und Berechnung bis zur Erstellung konkreter Baumaßnahmen. Darüber hinaus spielen Themen aus dem Bereich des Umweltschutzes, der Energieversorgung mittels Wasserkraft- und Windenergieanlagen, des Staudammbaus, der Flussregulierung, der Baustofftechnologie sowie Projektierungsaufgaben im Rahmen von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen eine maßgebliche Rolle.

Im ersten Beitrag setzt sich Reint de Boer (Mechanik) mit der historischen Entwicklung der Theorie poröser Medien (Materialien) einschließlich des Wiener Skandals um den Selbstmord der Eheleute Fillunger auseinander. Mit der Theorie poröser Medien befasst sich der Beitrag von Reint de Boer und Joachim Bluhm (Mechanik). Poröse Materialien spielen eine wichtige Rolle in vielen Bereichen des Ingenieurwesens sowie der Biomechanik, nämlich in der Bodenmechanik, den Materialwissenschaften, der Erdölindustrie, der Verfahrenstechnik und der Umwelttechnik sowie in der Medizin und Botanik. In den letzten Jahrzehnten ist für die thermomechanische Beanspruchung solcher mit Flüssigkeit und/oder Gas gefüllten Stoffe eine einheitliche Theorie entwickelt worden, die die numerische Simulation von Rand- und Anfangsproblemen erlaubt.

Jörg Schröder befasst sich in seinem Beitrag zu der aktuellen Ausgabe mit Intuition und mathematischen Methoden in der anisotropen Elastizität. Anisotrope Materialien treten in vielfältiger Form auf, so sind beispielsweise künstlich hergestellte Verbundmaterialien anisotrop; auch Kristalle und biologische Gewebe sind durch richtungsabhängige Eigenschaften charakterisiert. Für die Beschreibung des dreidimensionalen nichtlinearen Materialverhaltens sind sehr komplexe Materialgleichungen zu konstruieren.

Die Mathematiker Axel Klawonn und Oliver Rheinbach beschreiben Gebietszerlegungsverfahren und die Methode der Finiten Elemente auf Parallelrechnern. Schon immer hat die Berechnung der Verformungen von Körpern eine zentrale Rolle in den modernen Ingenieurwissenschaften gespielt. Dabei kann es sich sowohl um die Berechnung der Verschiebungen ganzer Tragwerke unter dem Einfluss äußerer und innerer Kräfte handeln, als auch um die Berechnung der Verformung einzelner Bau- und Maschinenteile.

„Windfarmen in der Nordsee“ ist der Titel des Beitrags von Werner Richwien und Kerstin Lesny (Grundbau und Bodenmechanik). In Norddeutschland gehören sie längst zum Landschaftsbild, schlanke Türme, je nach Perspektive wie auf einer Schnur aufgereiht oder versetzt hintereinander, und oben drehen sich dreiarmige Rotoren langsam und stetig im Wind. Sie sind sichtbares Zeichen einer Energiepolitik, die auf erneuerbare Energien setzt, insbesondere auf die Windenergie.

Herbert Schmidt (Stahlbau, Holzbau) referiert über Schalenbeulen im Stahlbau. Der Schalenstab ist die optimale Tragstruktur zur Weiterleitung einer Druckkraft. Diese „Optimierungsaufgabe“ wurde übrigens bereits von der Natur gelöst – Getreidehalme sind weder massiv noch rechteckig-hohl, sondern rohrförmig. Diese Form, kombiniert mit dem festen Baustoff Stahl, liefert sehr leistungsfähige Tragstrukturen. Die Festigkeit des Stahls bewirkt gleichzeitig, dass die Konstruktionen schlank und dünnwandig werden und deshalb stabilitätsanfällig sind.

Bernd Baier (Konstruktive Gestaltung) beschäftigt sich in seinem Beitrag zu „Leichtbau mit Membranen“ mit neuen Entwicklungen, Materialien und Konstruktionen. Das Prinzip Leichtbau begegnet uns bei natürlichen und technischen Gebilden in vielen Erscheinungsformen; die Ursachen und Gründe für Rohstoff- und/oder Gewichtsersparnis sind jedoch sehr verschieden und wirken sich entsprechend unterschiedlich aus.

Renatus Widmann, Martin Denecke und Christian Felske (Abfallwirtschaft) beschreiben in ihrem gemeinsamen Beitrag „Mehr als Müll“ die Abfallwirtschaft in Essen. Abfallwirtschaft und -technik ist eine Ingenieurdisziplin, die sich, ähnlich wie die Medizin, mit schwierigen, sogar unangenehmen Fragestellungen beschäftigt. Die Probleme sind oft nur durch unkonventionelle und vor allem interdisziplinäre Ansätze zu lösen. Gerade diese Rahmenbedingungen verleihen dieser Ingenieurdisziplin eine fesselnde Spannung.

Die aktuelle Ausgabe der ESSENER UNIKATE (ISBN 3-934359-23-X) ist ab sofort im Buchhandel zum Preis von 7,50 Euro erhältlich.

Redaktion: Daniela Endrulat, Tel.: (0201) 183?4518