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Description
This major work is about more than the origins and use of statics, it is also about how they came to be part of the engineer's life. Beginning with the strength considerations of Leonardo and Galileo, the protagonists and circumstances of theory formation are described. Zum Geleit (Prof. Ekkehard Ramm)
Vorwort
1 Aufgaben und Ziele der Historiografie der Baustatik
1.1 Wissenschaftsinterne Aufgaben
1.2 Ingenieurpraktische Aufgaben
1.3 Didaktische Aufgaben
1.4 Kulturelle Aufgaben
1.5 Ziele
1.6 Einladung zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken in Zeitreisen
2 Lernen aus der Geschichte: Zwölf Einführungsvorträge in die Baustatik
2.1 Was ist Baustatik?
2.2 Vom Hebel zum Fachwerk
2.3 Die Entwicklung der höheren technischen Bildung
2.4 Eine Studie über Erddruck auf Stützmauern
2.5 Einblicke in den Brückenbau und die Baustatik des 19. Jahrhunderts
2.6 Industrialisierung des Stahlbrückenbaus von 1850 bis 1900
2.7 Einflusslinien
2.8 Der elastisch gebettete Balken
2.9 Deformationsverfahren
2.10 Theorie II. Ordnung
2.11 Traglastverfahren
2.12 Baugesetz - Statisches Gesetz - Bildungsgesetz
3 Die ersten technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen: Baustatik und Technische Mechanik
3.1 Was ist Technikwissenschaft?
3.2 Die Aufhebung des Enzyklopädischen im System der klassischen Technikwissenschaften: Fünf Fallbeispiele aus der Technischen Mechanik und der Baustatik
4 Vom Gewölbe zum Bogen
4.1 Das Gewölbegleichnis
4.2 Das geometrische Denken in der Theorie gewölbter Brücken
4.3 Vom Keil zum Gewölbe - oder: das Additionstheorem der Keiltheorie
4.4 Von der Bruchbildanalyse in Gewölben zur Kantungstheorie
4.5 Die Stützlinientheorie
4.6 Die Durchsetzung der Elastizitätstheorie
4.7 Die Traglasttheorie der Gewölbe
4.8 Finite-Elemente-Methode
4.9 Die Untersuchungen von Holzer
4.10 Zum epistemologischen Status der Gewölbetheorien
5 Geschichte der Erddrucktheorie
5.1 Stützmauern im Festungsbau
5.2 Erddrucktheorie als Gegenstand des Militäringenieurwesens
5.3 Erweiterungen der Coulombschen Erddrucktheorie
5.4 Der Beitrag der Kontinuumsmechanik
5.5 Die Erddrucktheorie von 1875 bis 1900
5.6 Experimentelle Erddruckforschung
5.7 Erddrucktheorie in der Disziplinbildungsperiode der Geotechnik
5.8 Erddrucktheorie in der Konsolidierungssperiode der Geotechnik
5.9 Erddrucktheorie in der Integrationsperiode der Geotechnik
6 Die Anfänge der Baustatik
6.1 Was ist Festigkeitslehre?
6.2 Zum Entwicklungsstand der Statik und Festigkeitsbetrachtung in der Renaissance
6.3 Galileis "Discorsi"
6.4 Die Entwicklung der Festigkeitslehre bis 1750
6.5 Das Bauingenieurwesen im ausgehenden 18. Jahrhundert
6.6 Die Herausbildung der Baustatik: Eytelwein und Navier
6.7 Rezeption von Naviers Analyse des Durchlaufträgers
7 Die Disziplinbildungsperiode der Baustatik
7.1 Clapeyrons Beitrag zur Herausbildung der klassischen Technikwissenschaften
7.2 Die Vollendung der Technischen Balkentheorie
7.3 Von der graphischen Statik zur Graphostatik
7.4 Die Vollendungsphase der Baustatik
7.5 Die Baustatik am Übergang von der Disziplinbildungsperiode zur Konsolidierungsperiode
7.6 Lord Rayleighs Werk "The Theory of Sound" und Kirpichevs "Grundlegung der klassischen Baustatik"
7.7 Die Berliner Schule der Baustatik
8 Vom Eisenbau zum modernen Stahlbau
8.1 Die Torsionstheorie im Eisenbau und in der Baustatik von 1850 bis 1900
8.2 Der Kranbau im Schnittpunkt von Maschinenbau, Elektrotechnik, Eisenbau und Baustatik
8.3 Die Torsionstheorie in der Konsolidierungsperiode der Baustatik (1900-1950)
8.4 Auf der Suche nach der wahren Knicktheorie im Stahlbau
8.5 Stahlbau und Stahlbauwissenschaft von 1925 bis 1975
8.6 Exzentrische Bahnen - Verlust der Mitte
9 Die Stabstatik erobert die dritte Dimension: Das Raumfachwerk
9.1 Die Entstehung der Theorie des Raumfachwerks
9.2 Das Raumfachwerk im Zeitalter seiner technischen Reproduzierbarkeit
9.3 Dialektische Synthese von individueller Baugestaltung und serieller Fertigung
10 Der Einfluss des Stahlbetonbaus auf die Baustatik
10.1 Das erste Bemessungsverfahren im Stahlbetonbau
10.2 Der ÜBER DEN AUTOR
Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Karl-Eugen Kurrer, am 10. August 1952 in Heilbronn als Sohn von Maria Kurrer, geb. Schmückle (1925-2018) und Hermann Kurrer (1919-2005) geboren. Nach Abschluss der Dammrealschule in Heilbronn daselbst Maurerlehre bei der Fa. Paul Ensle (1968-1970), Studium des Allgemeinen Ingenieurbaus an der Staatsbauschule Stuttgart (heute: Hochschule für Technik) und danach Bauingenieur im Betriebsbereich "Ingenieur-Holzleimbau" der Fa. Friedrich Losberger GmbH in Heilbronn (1973/74).
Anschließend Studium des Bau- und Verkehrswesens, der Wissenschafts- und Technikgeschichte sowie der Physikalischen Ingenieurwissenschaften an der TU Berlin mit Abschluss in der letztgenannten Studienrichtung. Dort 1981 Fertigstellung der Diplomarbeit Entwicklung der Gewölbetheorie vom 19. Jahrhundert bis zum heutigen Stand der Wissenschaft am Beispiel der Berechnung einer Bogenbrücke. Seit 1980 zahlreiche Beiträge in Zeitschriften, Zeitungen, Büchern und Ausstellungskatalogen zur Wissenschafts- und Technikgeschichte im Allgemeinen und Bautechnikgeschichte im Besonderen.
1982/83 Statiker in einem Stuttgarter Ingenieurbüro. Von 1983 bis 1986 wissenschaftlicher Mitarbeiter an einem von Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Gock (1937-2016) geleiteten Forschungsvorhaben des DFG-Schwerpunktprogramms "Zerkleinern" (1983-1986). 1986 Abschluss des Promotionsvorhabens Zur inneren Kinematik und Kinetik von Rohrschwingmühlen an der TU Berlin mit dem Prädikat summa cum laude und Fortführung der Drittmittelforschung auf dem Gebiet der rationellen Energieverwendung in der Industrie (gefördert über das Kernforschungszentrum Jülich aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung und Technologie von 1986 bis 1989) bis Ende September 1989.
1988/89 Entwicklung einer neuen Zerkleinerungsmaschine, der Einrohrschwingmühle, auf Basis seines Simulationsmodells und Erstellung von Leistungsbilanzen u. a. für die Einrohrschwingmühle. 1992 Anstoß zum Bau dieser Maschine, die zu einem Prototyp im Maßstab 1:1 an der TU Clausthal führte und schließlich Mitte der 1990er Jahre in der Exzenter-Schwingmühle Gestalt annahm und von der Fa. Siebtechnik (Mülheim/Ruhr) in 17 Ländern erfolgreich zum Patent angemeldet wurde. Die Exzenter-Schwingmühle reduziert den Leistungsbedarf gegenüber konkurrierenden Maschinen um rd. 50 % und konnte sich alsbald auf dem internationalen Maschinenmarkt erfolgreich etablieren. Als Mitglied des Entwicklerteams verantwortlich für die Analyse der Mechanik der Exzenter-Schwingmühle. Stellvertretend für das Entwicklerteam erhielt dessen Leiter, Eberhard Gock, mit dem Industriepartner den Technologietransferpreis der Industrie- und Handelskammer Braunschweig des Jahres 1998 zuerkannt.
Von 1989 bis Ende 1995 bei Telefunken Sendertechnik GmbH in Berlin als Entwickler von Tragstrukturen großer Antennenanlagen im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich für den internationalen Markt beschäftigt: Weiterentwicklung des firmeneigenen Programmsystems zur Berechnung, Bemessung und Konstruktion der Seilnetzwerke von Kurzwellenantennen nach Theorie III. Ordnung; Mitarbeit an der Konzeption einer drehbaren Kurzwellen-Vorhangantenne aus Stahl, das 1999 in einem Großprojekt erstmals erfolgreich realisiert werden konnte.
Seit 1978 Forschungen auf dem Gebiet der Bautechnikgeschichte unter besonderer Berücksichtigung der Baustatik. Unter anderem von 1992 bis 2010 Mitarbeit an der von Patricia Radelet-de Grave und Edoardo Benvenuto (1940-1998) begründeten Tagungsreihe Between Mechanics and Architecture. Vorsitzender des Scientific Committee des 3rd International Congress on Construction History in Cottbus (20.-24. Mai 2009) und zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Werner Lorenz und Dr.-Ing. Volker Wetzk Mitherausgeber der dreibändigen Proceedings.
Seit Ende 1995 Leiter des Arbeitskreises Technikgeschichte des VDI-Bezirksvereins Berlin-Brandenburg e.V. Vom 1. Januar 1996 bis 28. Februar 2018 im Berliner Verlag Ernst & Sohn für die Zeitschriften
Contents
Vorwort der Reihenherausgeber xxv
G eleit wor t xxvii
Vorwort zur 3. deutschen Auflage xxxi
Über die Reihe xxxv
Über die Reihenherausgeber xxxvii
Über den Autor xxxix
1 Aufgaben und Ziele der Historiografie der Baustatik 1
1.1 Wissenschaftsinterne Aufgaben 3
1.2 Ingenieurpraktische Aufgaben 9
1.3 Didaktische Aufgaben 12
1.4 Kulturelle Aufgaben 14
1.5 Ziele 15
1.6 Einladung zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken auf Zeitreisen 15
2 Lernen aus der Geschichte: Zwölf Einführungsvorträge in die Baustatik 17
2.1 Was ist Baustatik? 18
2.2 Vom Hebel zum Fachwerk 32
2.3 Die Entwicklung der höheren technischen Bildung 47
2.4 Eine Studie über Erddruck auf Stützmauern 61
2.5 Einblicke in den Brückenbau und die Baustatik des 19. Jahrhunderts 68
2.6 Industrialisierung des Stahlbrückenbaus von 1850 bis 1900 102
2.7 Einflusslinien 110
2.8 Der elastisch gebettete Balken 116
2.9 Deformationsverfahren 124
2.10 Theorie II. Ordnung 130
2.11 Traglastverfahren 140
2.12 Baugesetz - Statisches Gesetz - Bildungsgesetz 158
3 Die ersten technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen: Baustatik und Technische Mechanik 165
3.1 Was ist Technikwissenschaft? 166
3.2 Die Aufhebung des Enzyklopädischen im System der klassischen Technikwissenschaften: fünf Fallbeispiele aus der Technischen Mechanik und der Baustatik 184
4 Vom Gewölbe zum Bogen 223
4.1 Das Gewölbegleichnis 226
4.2 Das geometrische Denken in der Theorie gewölbter Brücken 227
4.3 Vom Keil zum Gewölbe - oder: Das Additionstheorem der Keiltheorie 239
4.4 Von der Bruchbildanalyse in Gewölben zur Kantungstheorie 244
4.5 Die Stützlinientheorie 257
4.6 Die Durchsetzung der Elastizitätstheorie 2664.6.5 Das Gewölbe ist nichts, der Bogen ist alles: der Sieg der Theorie des elastischen Bogens über die Gewölbetheorie 275
4.7 Die Traglasttheorie der Gewölbe 282
4.8 Finite-Elemente-Methode 294
4.9 Die Untersuchungen von Holzer 298
4.10 Zum epistemologischen Status der Gewölbetheorien 300
5 Geschichte der Erddrucktheorie 307
5.1 Stützmauern im Festungsbau 310
5.2 Erddrucktheorie als Gegenstand des Militäringenieurwesens 313
5.3 Erweiterungen der Coulombschen Erddrucktheorie 338
5.4 Der Beitrag der Kontinuumsmechanik 355
5.5 Die Erddrucktheorie von 1875 bis 1900 367
5.6 Experimentelle Erddruckforschung 378
5.7 Erddrucktheorie in der Disziplinbildungsperiode der Geotechnik 396
5.8 Erddrucktheorie in der Konsolidierungsperiode der Geotechnik 410
5.9 Erddrucktheorie in der Integrationsperiode der Geotechnik 415
6 Die Anfänge der Baustatik 427
6.1 Was ist Festigkeitslehre? 429
6.2 Zum Entwicklungsstand der Statik und Festigkeitsbetrachtung in der Renaissance 432
6.3 Galileis Discorsi 438
6.4 Die Entwicklung der Festigkeitslehre bis 1750 450
6.5 Das Bauingenieurwesen im ausgehenden 18. Jahrhundert 457
6.6 Die Herausbildung der Baustatik: Eytelwein und Navier 475
6.7 Rezeption von Naviers Analyse des Durchlaufträgers 490
7 Die Disziplinbildungsperiode der Baustatik 493
7.1 Clapeyrons Beitrag zur Herausbildung der klassischen Technikwissenschaften 495
7.2 Die Vollendung der Technischen Balkentheorie 507
7.3 Von der graphischen Statik zur Graphostatik 511
7.4 Die Vollendungsphase der Baustatik 527
7.5 Die Baustatik am Übergang von der Disziplinbildungsperiode zur Konsolidierungsperiode 565
7.6 Lord Rayleighs The Theory of Sound und Kirpichevs Grundlegung der klassischen Baustatik 585
7.7 Die Berliner Schule der Baustatik 592
8 Vom Eisenbau zum modernen Stahlbau 611
8.1 Die Torsionstheorie im Eisenbau und in der Baustatik von 1850 bis 1900 614
8.2 Der Kranbau im Schnittpunkt von Maschinenbau, Elektrotechnik, Eisenbau und Baustatik 629
8.3 Die Torsionstheorie in der Konsolidierungsperiode der Baustatik (1900-1950) 653
8.4 Auf der Suche nach der wahren Knicktheorie im Stahlbau 665
8.5 Stahlbau und Stahlbauwissenschaft von 1925 bis 1975 679
8.6 Exzentrische Bahnen - Verlust der Mitte 720
9 Die Stabstatik erobert die dritte Dimension: das Raumfachwerk 723
9.1 Die Entstehung der Theorie des Raumfachwerks 724
9.1.1 Die Reichstagskuppel 727
9.2 Das Raumfachwerk im Zeitalter seiner technischen Reproduzierbarkeit 737
9.3 Dialektische Synthese von individueller Baugestaltung und serieller Fertigung 745
10 Der Einfluss des Stahlbetonbaus auf die Baustatik 751
10.1 Das erste Bemessungsverfahren im Stahlbetonbau 753
10.2 Der Stahlbetonbau revolutioniert das Bauwesen 766
10.3 Baustatik und Stahlbetonbau 785
10.4 Der Spannbetonbau: Une révolution dans l'art de bâtir (Freyssinet) 856
10.5 Es ist vollbracht: Paradigmenwechsel in der Bemessung von Stahlbetonbauteilen auch in der Bundesrepublik Deutschland 865
10.6 Sichtbarmachung des Unsichtbaren: Bemessen und Konstruieren im Stahlbetonbau mit Stabwerkmodellen 866
11 Die Konsolidierungsperiode der Baustatik 875
11.1 Das Verhältnis von Text, Bild und Symbol in der Baustatik 877
11.2 Zur Entwicklung des Deformationsverfahrens 886
11.3 Die Rationalisierungsbewegung in der Baustatik 908
11.4 Konrad Zuse und die Automatisierung des statischen Rechnens 923
11.5 Der Matrizenkalkül 932
12 Herausbildung und Etablierung der Computerstatik 947
12. 1 The Computer shapes the theory (Argyris): Die historischen Wurzeln der Finite-Elemente-Methode 948
12.2 Die matrizenalgebraische Reformulierung der Strukturmechanik 974
12.3 Die FEM - eine allgemeine Technologie technikwissenschaftlicher Theoriebildung 986
12.4 Die Grundlegung der FEM durch Variationsprinzipien 994
12.5 Back to the roots 1013
12.6 Computational Mechanics 1019
13 Dreizehn wissenschaftliche Kontroversen in der Mechanik und Baustatik 1025
13.1 Die wissenschaftliche Kontroverse 1026
13.2 Dreizehn Streitfälle 1026
13.3 Resümee 1048
14 Perspektiven der Historischen Baustatik 1049
14.1 Baustatik und Ästhetik 1050
14.2 Historische Technikwissenschaft - Historische Baustatik 1064
15 Kurzbiografien von 270 Protagonisten der Baustatik 1079
Bibliografie 1273
Personenregister 1409
Sachregister 1425
