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Die Bohrtechnik im Wandel der Zeiten ‐ Vom Löffelbohrer der Steinzeit bis zum vollhydraulischen Großdrehbohrgerät
Authors: Buja H. O.
Published: April 2013

Die Bohrtechnik zählt zweifellos mit zu den ältesten technischen Betätigungen der Menschheit. In der Steinzeit bohrte der Mensch, um sich Werkzeuge zu schaffen, Löcher in Steine. Bereits beim Bau der Pyramiden und Königsgräber wurden Kernbohrungen ausgeführt. Aus China sind uns Aufzeichnungen überliefert, auf denen mehr oder weniger gut ausgebildete Bohreinrichtungen dargestellt sind. Es bedurfte jedoch mehr als 6000 Jahre von den Bohrungen der Steinzeitmenschen bis zum heutigen vollhydraulischen Großdrehbohrgerät. Zweifellos beginnt die eigentliche und entscheidende Weiterentwicklung jedoch erst mit der Industrialisierung Anfang bis Mitte des 19. Jh. Der Aufsatz soll die Verfahren und Geräte der Bohrtechnik, wie sie von den Altvorderen angewendet wurden bis zur Entwicklung der heutigen vollhydraulischen Bohrgeräte aufzeigen. Schwerpunkt liegt dabei in der Anwendung für die Bautechnik. Die Tiefbohrtechnik (z. B. für den Offshorebereich) wird nur der Vollständigkeit halber gestreift.
Zur Anwendung der neuen DIN 1045‐1 in der Praxis
Authors: Litzner H.‐U. , Fingerloos F.
Published: April 2013

Fortsetzung der Workshops des Deutschen Beton‐ und Bautecnik‐Vereins e. V. (dbv)
Baudynamische Untersuchung des Aachener Doms unter Erdbebenbelastung
Authors: Kuhlmann W. , Butenweg Ch. , Meskouris K.
Published: April 2013

Der Aachener Dom war 1978 das erste deutsche Bauwerk, das in die UNESCO‐Liste der Weltkulturdenkmäler aufgenommen wurde. Er ist ein bedeutsames historisches Gebäude und eines der größten Beispiele religiöser Architektur. Mit dem Bau des Doms wurde etwa 800 n. Chr. begonnen. Nach mehr als 1200 Jahren permanenter Nutzung zeigte das statische System des Doms beträchtliche Schäden am Mauerwerk, dem mittelalterlichen Ankersystem, der Dachkonstruktion, den Gewölben und den Stützen. Daher sind im zwanzigsten Jahrhundert zahlreiche Verstärkungsmaßnahmen am Tragsystem durch geführt worden. Aufgrund der Lage des Doms in einer seismisch aktiven Region ist die Untersuchung des seismischen Verhaltens, die in diesem Artikel vorgestellt wird, notwendig. Grundlage der Untersuchungen ist ein detailliertes Finite‐Elemente‐Modell, das mit gemessenen Eigenfrequenzen kalibriert wurde. Für die rechnerischen Nachweise wurden Untersuchungen nach dem Antwortspektrenverfahren und auch Zeitverlaufsberechnungen durchgeführt.
Experimentelle Analyse eines Schubwandsystems in Verbundbauweise für Erdbebengebiete
Authors: Lange J. , Shirali M. N.
Published: April 2013

Es wird ein hybrides Schubwandsystem mit betongefüllten, quadratischen Stahlhohlprofilen als Verbundrandstützen unter zyklischer Beanspruchung vorgestellt. Die Schlüsseleigenschaft für die Entwicklung dieses Wandsystems ist das Verhalten der Verbindung zwischen der Verbundrandstütze und dem Stahlbetonpaneel. Es wurden unterschiedliche Anschlüsse mit geraden und schrägen Bewehrungsstäben sowie Kopfbolzen im Anschlußbereich getestet. Das Konzept und Details werden zusammen mit den experimentellen Untersuchungen vorgestellt, um die strukturellen und wirtschaftlichen Möglichkeiten dieses hybriden Schubwandsystems (HSW) zu zeigen.
SANS‐Untersuchungen als Beitrag zur Aufklärung von Struktureigenschaften zementgebundener Werkstoffe
Authors: Häußler F. , Dehn F.
Published: April 2013

Das Anliegen dieses Beitrages besteht darin, den Anwendern aus der Baupraxis zu verdeutlichen, daß die gegenwärtigen betontechnologischen Entwicklungen mit Notwendigkeit dazu führen, daß geeignete festkörperphysikalische Verfahren, wie z.B. die Neutronenkleinwinkelstreuung (NKWS, SANS), in Ergänzung zu den traditionellen Verfahren bzw. Prüftechniken immer mehr an Relevanz gewinnen. Es soll anhand konkreter Fallbeispiele vermittelt werden, daß die erfolgreiche Weiterführung der mannigfaltigen Entwicklungen in Richtung neuer Betontechnologien an offene Fragen stößt, welche in traditioneller Weise nicht mehr beantwortet werden können. Die Betontechnologie bewegt sich also auf ein interdisziplinäres Terrain zu. Synergieeffekte bei der Einbeziehung von Methoden anderer (naturwissenschaftlicher) Fachdisziplinen ist für ein erfolgreiches Voranschreiten unabdingbar.
Innovationsmanagement in Bauunternehmen ‐ Bedingungen und Potentiale der baubetrieblichen Innovationstätigkeit
Authors: Girmscheid G. , Hartmann A.
Published: April 2013

Innovationen spielen als Wettbewerbsinstrument für Bauunternehmen bis heute nur eine untergeordnete Rolle. Insbesondere mit der Kundenforderung nach life‐cycle‐optimierten baulichen Gesamtlösungen gewinnt jedoch eine bewußte und gezielte Innovationstätigkeit von Bauunternehmen zunehmend an Relevanz. Um diese Herausforderung durch die Einführung eines betrieblichen Innovationsmanagements annehmen zu können, bedarf es der Klarheit über die Auswirkungen branchenbezogener Bedingungen auf die baubetriebliche Innovationstätigkeit. Damit ist auch die Frage zu beantworten, welche Innovationsspielräume den Bauunternehmen zur Verfügung stehen und wie sie von den Unternehmen genutzt werden können. Bedingungen und Potentiale baubetrieblicher Innovationstätigkeit sind Gegenstand des vorliegenden Beitrages, der auf den Ergebnissen eines Forschungsprojekts des Instituts für Bauplanung und Baubetrieb, Bereich Baubetriebswissenschaften und Bauverfahrenstechnik, ETH Zürich, basiert.
Dehnungsfugen in WDVS mit Klinker‐Riemchen ‐ Zum Erfordernis im Bereich der Gebäude‐Ecken und in den Feldern
Authors: Reyer E. , Kahrobai A. , Iranmanesch B.
Published: April 2013

Dieser Beitrag geht der Frage nach, ob bei Wärmedämmverbundsystemen WDVS mit keramischer Deckschicht auf die Anordnung von Dehnungsfugen im Bereich von Gebäude‐Außenecken ("Eck‐Dehnungsfugen") verzichtet werden kann bzw. wann Eck‐Dehnungsfugen erforderlich werden.

Die Antwort auf diese Frage wurde auf experimentellem und numerischem Wege unter Einbeziehung der Parameter "Dehnsteifigkeit der keramischen Deckschicht", "Länge der Wand von Ecke zu Ecke" und "Dicke der Dämmschicht" erarbeitet. Anwendungstafeln und Beispiele runden die praktische Anwendbarkeit ab. Die Angaben gelten für WDVS mit Dämmschichten aus EPS (expandiertem Polystyrol‐Hartschaum SE 15).
Berechnung der Grundwasserströmung für Baugruben neben Gewässern
Authors: Unold F. , Schick P. , Schmitz St. M. , Schulz H.
Published: April 2013

Anläßlich der Bemessung eines Baugrubenverbaus neben einem Gewässer gegen hydraulischen Grundbruch wurden im Rahmen einer Parameterstudie zahlreiche Strömungsberechnungen durchgeführt. Zur Ermittlung der der Baugrube zuströmenden Wassermenge und der hydraulischen Grundbruchsicherheit wurden auf der Grundlage der Potentialtheorie numerische Untersuchungen mit der FE‐Methode durchgeführt, aus denen sich, unter Ergänzung durch einige weitere Variablen, mit Hilfe der Dimensionsanalyse Regressionsfunktionen ableiten ließen. Diese erlauben eine einfache und zeitsparende Berechnung der Wassermengen und der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch in geometrisch ähnlichen Fällen.
Über das Scherverhalten von korrodierten Zementkörperoberflächen
Authors: Hof Ch. , Triantafyllidis Th.
Published: April 2013

Der Anwesenheit kalklösender Kohlensäure in Böden bzw. Grundwasser führt zu einer zeitabhängigen Verminderung der Tragfähigkeit von Verpreßankern durch chemischen Angriff auf den Injektionsmörtel. Der Beitrag beschäftigt sich mit der experimentellen Bestimmung dieses lösenden Angriffs und dessen Einfluß auf das Scherverhalten von korrodierten Zementsteinoberflächen. Dafür mußte ein spezielles Schergerät entwickelt werden. Es wurden zunächst reine Umströmungsversuche an Zementkörpern, gelagert sowohl in Wasser als auch in Böden, zur Bestimmung der Dicke der korrodierten Randzone in Abhängigkeit von der Konzentration an kalklösender Kohlensäure, der Zeit und der Durchlässigkeit des anstehenden Bodens durchgeführt. Dabei zeigt sich, daß der Korrosionsfortschritt zum Teil diffusionsgesteuert abläuft. Anschließend wurden Kastenscherversuche an korrodierten Zementkörpern durchgeführt, um die Abnahme der Scherfestigkeit in Abhängigkeit vom Korrosionsfortschritt zu bestimmen. Dies ergab, daß die Reibungswinkel trotz größer werdender Korrosionstiefe nur bis zum Erreichen eine Grenzwertes abnehmen. Das Dilatanzverhalten bleibt durch die korrodierte Randzone unbeeinflußt.
Zur Berücksichtigung der Bodensteifigkeit bei der Bemessung von Linern und biegeweichen Rohren
Authors: Achmus M. , Doll H.
Published: April 2013

Die Anwendung von Reliningverfahren zur Sanierung schadhafter Rohrleitungen nimmt zu. Zur statischen Berechnung liegt das Merkblatt ATV‐M 127 Teil 2 vor. Großversuche an stark geschädigten (Altrohrzustand III), mit Linern ausgekleideten Betonrohren zeigen jedoch, daß die Tragfähigkeit sanierter Rohre mit dem hierin empfohlenen Berechnungsansatz stark unterschätzt werden kann. Wesentlicher Grund dafür ist die Unterschätzung der Bodensteifigkeit.

Im Beitrag werden Ansätze zur Berücksichtigung der Bodensteifigkeit bei der Rohrbemessung dargestellt und diskutiert. Für nachträglich gerissene, mit Linern zu sanierende Rohre ergibt sich, daß herkömmliche Ansätze für neuverlegte Rohre mit spannungsunabhängigen Verformungsmoduln nicht übertragbar sind.

Es wird ein auf Grundlage von Versuchsergebnissen entwickeltes Berechnungsmodell mit auflastabhängiger Bettungssteifigkeit vorgestellt, welches das im Versuch beobachtete Tragverhalten des Liner‐Altrohr‐Bodensystems sehr gut wiedergibt.
Ein physikalisches Modell der pF‐Kurve für teilgesättigte grobkörnige Böden
Authors: Zou Y.
Published: April 2013

Durch Analyse der Entwicklung des Kapillarwassers in idealen Kugelsystemen wird ein Modell zur Bestimmung der Beziehung zwischen Sättigungsgrad und Saugspannung in teilgesättigten Böden vorgestellt. Die zum Modell gehörenden Parameter haben jeweils eine klare physikalische Bedeutung und können für unterschiedliche Böden durch Versuche bestimmt werden. Auch die Porenzahl geht in das Modell als veränderliche Größe mit ein. Das Modell kann zur Bestimmung der pF‐Kurve grobkörniger Böden mit enger Kornverteilung bei Bewässerung angewendet werden.
Seit 80 Jahren: Moorsprengung im Verkehrswegebau
Authors: Braun Michael
Published: April 2013

Ab der Mitte der 1930er‐Jahre ist die gut 50 km lange, so genannte Südtangente des Berliner Autobahnringes (heute A 100) zwischen den Anschlussstellen Michendorf und dem Abzweig nach Dresden erbaut und Ende 1938 nach dreijähriger Bauzeit als ein Teil von 3 000 km bis dahin fertigggestellten deutschen Autobahnen in Betrieb genommen worden. Auf diesem Abschnitt musste an der geplanten Kreuzung mit der “Krummen Lanke” beim märkischen Rangsdorf, einem Ausläufer des Rangsdorfer Sees mit dem Zufluss des Zülowgrabens, eine Mooreinlagerungsstelle gequert werden, was einer anspruchsvollen neuen Bautechnologie – dem Moorsprengen – zum wohl endgültigen Durchbruch verhalf. Gerade das Berliner Stadtgebiet und sein Umland sind reich an solchen letztlich auf die eiszeitliche Erschaffung dieses Urstromtales zurückgehenden Moor‐ oder wie es gelegentlich in der Literatur heißt, Faulschlammeinlagerungen.

For 80 years: Mud blasting in traffic building

In the middle of the 1930s the southern part of the Berlin circular highway was built and starts working between two accesses at the end of 1938 after a three year building period. At this section a mud collection had to been crossed at Rangsdorf Lake. This was the beginning of an technological breakthrough for a very new building method in Germany, the mud blasting.

Especially near Berlin there are a lot of such collections, due at least to last ice age.
Das Militärhistorische Museum in Dresden und seine Fassaden
Authors: Boddenberg Hans‐Werner
Published: April 2013

Die Planung der Fassade für ein Gebäude, bei dem alle Wände geneigt sind, unterliegt besonderen Anforderungen bei der Konstruktion und Fertigung. Der Schwerpunkt in diesem Beitrag liegt in der Darstellung der Tragwerksplanung der verschiedenen Fassaden. Im Wesentlichen besteht die Gebäudehülle aus einer Metallfassade. Nur in kleinen Teilbereichen wurde eine Glasfassade angeordnet. Um die Vorgaben des Architekten an eine industriell vorgefertigte Fassade zu erfüllen, mussten die Konstruktion und der Fertigstellungsprozess darauf abgestimmt werden. Dabei war die größte Herausforderung die anspruchsvolle schiefwinklige Geometrie bei der Entwicklung der Verbindungskonstruktionen und die daraus resultierende außerordentlich erschwerte Ausführung der Arbeit in Zwanghaltung. Ausführlicher vorgestellt wird nachfolgend die Herangehensweise bei der Detailausbildung der Verbindungskonstruktionen unter besonderer Beachtung der Toleranz und der qualitätsüberwachten Einbautechnologie.

Museum of military history and its façade – planning, construction and production

The design of façades for buildings with all around inclined walls is subject to special requirements in construction and production. This article focuses on the description of structural planning of the various façades. The cladding consists primarily of metal façade elements. In partial areas a glass façade has been applied. The structure and the process of manufacturing have to comply with the architect's aim of a prefabricated industrial façade. The major challenges with this project were the ambitious oblique‐angled geometry and the development of the connecting elements. The execution on site was arduous due to extreme postures required whilst working. The approach to the formation of link‐details with respect to tolerances and the quality‐controlled technology of mounting is presented here elaborately.
Biohydrogen production through photo fermentation or dark fermentation using waste as a substrate: Overview, economics, and future prospects of hydrogen usage
Authors: Hay Jacqueline Xiao Wen , Wu Ta Yeong , Juan Joon Ching , Md. Jahim Jamaliah
Published: April 2013

Hydrogen has been introduced as a potential replacement for energy resource due to the depletion of fossil fuel and raising awareness about global climate change and health problems caused by the combustion of fossil fuel. One of the attractive options to produce hydrogen is through microbial fermentation which can be classified into biophotolysis, dark fermentation, photofermentation, and microbial electrolysis cell. Among these, dark fermentation and photofermentation technologies were processes that were being studied widely. One of the reasons is that organic waste could be reused as a substrate during biohydrogen production. Although the current biohydrogen yields are low, it is expected that with improvements technology and genetic engineering, the amount of generated biohydrogen could be enhanced tremendously, and provide a sustainable way of reutilizing waste as a substrate. Thus, this paper reviews the principles of photofermentation and dark fermentation by reusing various wastes as substrates. The resulting performances, limitations, as well as future prospects of hydrogen usage and hydrogen economy are also discussed. © 2013 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd
Verbundstützen für den Stahlbetonbau
Authors: Muess H.
Published: April 2013

Im Stahlbetonbau werden häufig schlanke Verbundstützen in Verbindung mit Flachdecken eingesetzt. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Vielzahl der Stützentypen, konstruktiven Möglichkeiten und die aktuellen Bemessungs‐ und Genehmigungsverfahren.
Die kritischen Randbedingungen einer Innenbeschichtung Weißer Wannen
Authors: Schäper M. , Kreye J.
Published: April 2013

Die Wasserdampfdurchlässigkeit von Beton zwingt zunächst zu der Annahme, dass dampfdichte Innenbeschichtungen von Weißen Wannen im Laufe der Zeit hinterfeuchten. Damit drohen Beschichtungsschäden.Die vorliegenden Untersuchungen kreisen die Hinterfeuchtungsgefahr ein: gefährdet gegen Hinterfeuchtung sind Beschichtungen auf Beton mit einer Dicke < 20 cm, mit einer intensiven Austrocknung und mit w/z größer gleich 0,7. Keinerlei Feuchteanreicherung hinter eine Innenbeschichtung tritt i. d. R. an mantelbeschichteten Zylindern bei Vermeidung dieser Bedingungen auf. Der Beitrag behandelt die Randbedingungen von Innenbeschichtungen Weißer Wannen.
Durchstanzen von Flachdecken im Bereich von Rand‐ und Eckstützen
Authors: Vocke H. , Eligehausen R.
Published: April 2013

Der Beitrag formuliert die Querkrafttragfähigkeit von Flachdecken mit und ohne Durchstanzbewehrung im Bereich von Rand‐ und Eckstützen. Der Einfluß des Biegemoments auf die Tragfähigkeit in diesem Bereich wird wirklichkeitsnaher erfaßt als in der DIN 1045‐1 und ein praxisbezogener Vergleich mit DIN 1045‐1 läßt den Vorteil dieses Ansatzes erkennen.
Schubfestigkeit und Durchstanzen von Platten ohne Querkraftbewehrung
Authors: Muttoni A.
Published: April 2013

Ausgehend vom effektiven Trag‐ und Bruchverhalten randgestützter Platten und punktgestützter Flachdecken (Durchstanzen) wird ein allgemeines Berechnungsmodell vorgestellt. Daraus ergibt sich ein vereinfachtes und praktisches Verfahren für die Querkraftbemessung. Diese Methode wird erläutert und mit DIN 1045‐1 verglichen.
Kraftfluß in Stahlbetonplatten
Authors: Marti P.
Published: April 2013

Ähnlich wie in Stabtragwerken kann der Kraftfluß auch in Platten aus Stahlbeton systematisch verfolgt werden. Die Querkräfte liefern dabei den Schlüssel zum Verständnis des Tragverhaltens. Entsprechende Modellvorstellungen werden erläutert und Konsequenzen für die Bemessung und die konstruktive Durchbildung von Stahlbetonplatten werden aufgezeigt.
Anwendung von Schalenringelementen zur nichtlinearen dynamischen Berechnung von Stahlbeton‐Rotationsschalen
Authors: Lang C. , Meiswinkel R. , Wittek U.
Published: April 2013

Der Beitrag behandelt die Modellierung von Rotationsschalen aus Stahlbeton mit Ringelementen für nichtlineare Berechnungen. Es wird ein Schalenringelement vorgestellt, das für nichtlineare dynamische Analysen eingesetzt werden kann. Ein Beispiel zur Dimensionierung eines Kühlturms unter Erdbebeneinwirkungen nimmt Bezug zum neuen Sicherheitskonzept der DIN 1045‐1 bzw. Eurocode 2.
Auslegung von schwingungsempfindlichen Produktionsstätten
Authors: Heiland D. , Beyer K.
Published: April 2013

Der vorliegende Beitrag gibt Erfahrungen bei der Auslegung schwingungsanfälliger Gebäude weiter, wobei auch auf die Randproblematiken wie Gerätespezifikationen und Messungen eingegangen wird.
Bemessung von Flächentragwerken nach DIN 1045‐1 und ÖNORM B 4700
Authors: Hobst E.
Published: April 2013

ÖNORM B 4700 gilt als die österreichische Variante von Eurocode 2 ‐ DIN 1045‐1 weicht nach Überarbeitung mittlerweile von Eurocode 2 wesentlich ab. Der Beitrag befaßt sich mit beiden Normen in Hinsicht auf die Bemessung von Flächentragwerken und läßt deren Besonderheiten im gegenseitigen Vergleich hervortreten.
Änderungen im Elastizitätsmodul von Beton bei Verbundträgern
Authors: Mark P. , Lehnen D.
Published: April 2013

Der Beitrag untersucht, wie sich die Eigenschaften von Verbundträgern im Gebrauchszustand bei Abweichung des E‐Moduls vom rechnerischen Wert ändern. Neben einem Beispiel mit Darstellungen von Normalspannung, Schubfluß und inneren Kräften werden auch der Einfluß von Bauablauf und Belastungsgeschichte nachgestellt und Empfehlungen für die Praxis angeführt.
Hochfester Beton im Brückenbau ‐ Erfahrungen beim Bau der Spannbetonbrücke Altenheim‐Eschau
Authors: Blaschko M.
Published: April 2013

Der Beitrag berichtet über die Erfahrungen, die beim Bau des Rheinübergangs Altenheim‐Eschau mit hochfestem Beton gemacht wurden. Der Bauablauf konnte hier nicht mehr uneingeschränkt auf die Besonderheiten des hochfesten Betons Rücksicht nehmen, da die Wirtschaftlichkeit gewahrt werden mußte.
Gekoppelte numerische Analysen trocknungs‐ und lastinduzierter Schädigung von Betonstrukturen
Authors: Meschke D. , Grasberger S.
Published: April 2013

Die Grundzüge eines Materialmodells für 3D Finite Elemente Analysen von Betonstrukturen werden mit einem dreidimensionalen elastoplastischen Schädigungsmodell beschrieben. Die numerische Simulation der Austrocknung und Wiederbefeuchtung einer eingespannten Betonwand belegt die Anwendbarkeit des entwickelten Modells für Strukturanalysen.
Abschätzen der Verformung eines Gibelschalendaches nach der Membrantheorie
Authors: Herzog M.
Published: April 2013

Mit einem einfachen Gedankenmodell gelingt die anschauliche Berechnung der Scheitelsenkung eines Gibelschalendaches. Sie setzt sich aus der Schalenrandversteifung und aus der Verzerrung der Schalenmittelfläche zusammen.
Knicklängen, Ersatzlängen und Modellstützen
Authors: Ehrigsen O. , Quast U.
Published: April 2013

Neue Bemessungsverfahren für schlanke Stützen und die zunehmende Anwendung von Programmen geben Anlaß, die Anwendung von Knicklängen und von Ersatzlängen im Betonbau erneut zu behandeln.
Nachträglich ergänzte Querschnitte mit horizontaler Fuge nach DIN 1045‐1
Authors: Hegger J. , Görtz S.
Published: April 2013

Das Querkraftbemessungskonzept mit Übergang von nachträglich ergänzten zu monolithischen Bauteilen für DIN 1045‐1 wurde durch Versuche überprüft. Die Ergebnisse bilden die Absicherung der Bemessungsgleichungen. Zur Bestätigung wurden zusätzlich Versuche an vorgespannten Elementdecken aus hochfestem Beton mit Ortbetonergänzung durchgeführt.
Duktilität von Biegebauteilen bei Versagen der Betondruckzone
Authors: Sint A.
Published: April 2013

Im Beitrag wird eine Mindestbügelbewehrung zur Sicherstellung eines duktilen Tragverhaltens bei Druckversagen von Biegebauteilen vorgeschlagen. Grundlage ist ein vorgestelltes Modell zur Berücksichtigung der Umschnürungsbewehrung auf das Trag‐ und Verformungsverhalten.
Korrosionsverhalten von Stahldübeln ‐ vergleichende Untersuchungen
Authors: Arnold N. , Mallée R.
Published: April 2013

Der Beitrag beschreibt die Ergebnisse von Korrosionsuntersuchungen an unterschiedlich beschichteten Dübeln unter realistischen Bedingungen. Durch Einführung des relativen Korrosionswiderstandes können die Ergebnisse der drei Prüfverfahren direkt miteinander verglichen werden. Die Ergebnisse bestätigen die deutsche Zulassungspraxis zum Korrosionsschutz.
Umstellung der Zulassungen im Betonbau auf DIN 1045‐1 ‐ ein Kraftakt
Authors: Hartz U.
Published: April 2013

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des neuen Normenwerks im Betonbau steht das DIBt vor der Aufgabe, innerhalb der Übergangsfrist bis Ende 2004 die bestehenden Zulas‐sungen auf DIN 1045‐1 umzustellen. Nur durch eine schnelle Umstellung ist gewährleistet, daß die zugelassenen Bauprodukte ohne wirtschaftliche Nachteile für die Hersteller auch weiterhin uneingeschränkt verwendet werden können. Der Beitrag schildert aus Sicht des betroffenen Fachreferats die Aufgabe und informiert über die möglichst effektive Lösung für den Umstellungsprozeß.
Zum Kriechen von Holz/Betonverbundkonstruktionen
Authors: Schmidt J. , Schneider W. , Thiele R.
Published: April 2013

Für ausgewählte Holz/Beton‐Verbundkonstruktionen sind FE‐Modelle erstellt worden, mit denen das Kriechverhalten der Konstruktion in Abhängigkeit maßgeblicher Parameter simuliert wird. In den Modellen ist Kriechen von Beton gemäß DIN 1045 und Kriechen von Holz in Abhängigkeit von Spannungsqualität (Druck‐/Zugkriechen) und Endkriechzahl berücksichtigt. Außerdem ist die nichtlineare Dübelkennlinie wirklichkeitsnah abgebildet. Der Einfluß der Belastungsniveaus auf das Kriechverhalten wird ebenfalls analysiert.
Hochwasserschäden am Schürmannbau Teil 2 / Schadensfeststellung und Voruntersuchungen zur Konzeption der Instandsetzungs‐, Um‐ und Weiterbaumaßnahmen
Authors: Eibl J. , Ruckenbrod C. , Schlüter F.‐H. , Haß H. , Löffler M. , Schmid Ch.
Published: April 2013

Teil 2 berichtet über die Bestandsaufnahme von Schäden, wo die Hohlraumsituation unterhalb der Bodenplatte und die neue Auflagebedingungen festgestellt wurden. Des weiteren wird das Instandsetzungskonzept vorgestellt.
Regelwerke zu Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen
Authors: Großmann F. , Gusia P. J.
Published: April 2013

Die einzelnen Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen (ZTV) des Bundesministeriums für Verkehr, Bau‐ und Wohnungswesen (BMVBW) für die verschiedenen Sachgebiete des Brücken‐ und Ingenieurbaus werden in den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten (ZTV‐ING) zusammengefaßt.

Im Rahmen dieser Zusammenfassung sind die Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (ZTV‐SIB 90) und zum Füllen von Rissen und Hohlräumen in Betonbauteilen (ZTV‐RISS 93) in die ZTV‐ING, Teil 3, Abschnitt 4 bzw. Abschnitt 5, überführt worden. Da das Europäische Normungsverfahren (Normreihe EN 1504 in zehn Teilen, einschließlich ca. 90 zugehöriger Prüfnormen) derzeit noch nicht eingeführt werden kann, da es noch nicht abgeschlossen ist, wird die ZTV‐ING Teil 3, Abschnitte 4 und 5 für den Bereich des Schutzes und der Instandsetzung von Betonbauteilen gültig sein.
Nichtlineares Nachweisverfahren zur Schädigungsermittlung von Stahlbetontragwerken / Teil 2
Authors: Krätzig W. B. , Meskouris K. , Noh S.‐Y.
Published: April 2013

Dieser Aufsatz behandelt Auswirkungen mechanischer Schädigungen auf Stahlbetontragwerke sowie deren numerische Simulation. Nach Skizzierung des Analysekonzeptes als multi‐lavel‐iteration‐strategy wurde im bisherigen Teil das erforderliche schädigungsorientierte Stahlbeton‐Materialmodell detailliert erläutert. Dieses ist auf dasjenige des MC 90 bezogen, geht jedoch in seinen deteriorierenden Eigenschaften erheblich über letzteres hinaus: Grundsätzlich müssen nämlich alle Schädigungsprozesse, deren Auswirkungen auf Tragwerksebene aufgespürt werden sollen, im Stoffgesetz beschrieben sein. Im hier vorliegenden zweiten Teil wird die Anwendung des Simulationskonzeptes auf mechanische, hygro‐mechanische und korrosive Schädigungen einer Küblerschale mit beobachteten Rissen beschrieben.
Zur Anwendung der neuen DIN 1045‐1 in der Praxis
Authors: Litzner H.‐U. , Fingerloos F.
Published: April 2013

Fortsetzung der Workshops des Deutschen Beton‐ und Bautechnik‐Vereins e. V. (DBV)
Perforierte Kerne in Aussteifungssystemen von Hochhäusern
Authors: Strutz J.‐S. , Ruth J.
Published: April 2013

Ziel ist es, die Ersatzquerschnittswerte IB (Ersatzträgheitsmoment) und As (Ersatzschubfläche), die zur Modellierung eines perforierten Aussteifungskerns als Gesamtstab benötigt werden, so zu ermitteln, daß die Steifigkeit des vertikalen Ersatzstabes mit der Steifigkeit des wirklichen Kernes übereinstimmt, um ein angenähert affines Verformungsverhalten zu garantieren. Als Vergleichs‐ und Bewertungsgrundlage dienen Berechnungsergebnisse, die anhand eines FE‐Modells gewonnen werden. Alle Berechnungen beschränken sich auf einen doppelt symmetrischen Kern mit zwei gegenüberliegenden mittig angeordneten Öffnungsreihen.
Talbrücke Zahme Gera. Spannbetonrahmenbrücke mit Y‐Pfeilern
Authors: Peuckert L. , Abel M. , Eisler R. , Tiarks F.
Published: April 2013

Mit Ihren kühnen Y‐Pfeilern ist die Talbrücke über die Zahme Gera sowohl ästhetisch als auch ingenieurmäßig eine der anspruchsvollsten Brücken im Verlauf der Autobahn A 71/A 73 durch den Thüringer Wald. Aufgrund der Topographie und Geologie des Baugrundes waren unterschiedliche Gründungsformen für Widerlager, Pfeiler sowie Lehrgerüste erforderlich. Durch die außergewöhnliche Form der Pfeiler mußte zu deren Herstellung ein völlig neues Schalungssystem entwickelt und konstruiert werden. Der Beitrag stellt es vor. Zudem forderte das Bauwerk eine Reihe weiterer anspruchsvoller Baubehelfe wie Pfeilerabspannung und Justiereinrichtung für den Lückenschluß.
Semi‐aktive Schwingungsdämpfer. Entwicklung und Anwendung einer neuen Technologie
Authors: Seiler Ch. , Fischer O. , Distl H. , Braun Ch.
Published: April 2013

Der Entwurf schlanker Baukonstruktionen erfordert besondere Strategien für die Abtragung der dynamischen Beanspruchungen. Hierzu werden entweder die Tragstrukturen selbst so ausgelegt oder bemessen, daß die dynamische Systemantwort hinsichtlich der Verformungen tolerierbar ist und die Reaktionskräfte keine zulässigen Grenzwerte überschreiten, oder es werden zusätzliche Dämpfungselemente eingebaut. Der Beitrag berichtet über neuartige semi‐aktive Schwingungsdämpfer einschl. der zugehörigen Komponenten und deren Anwendung.
Holzbetonverbundkonstruktion
Authors: Guggenberger A. , Ronach D. , Wölflinger F.
Published: April 2013

Verstärkung einer Dippelbaumdecke
Hohlkörperdecken als Fertigteilelementplatten
Authors: Fastabend M. , Dewald S. , Schücker B.
Published: April 2013

Es wird ein Hohlkörperdeckensystem vorgestellt, das auf der Basis einfacher Verdrängungskörper als Fertigelementplatte herzustellen ist. Die Quertragfähigkeit des Deckensystems entspricht annähernd der einer Vollplatte. Auch das Verformungsverhalten stellt sich gutmütig dar im Vergleich zu Alternativsystemen und zu Vollplatten. Eine weitere wesentliche Eigenschaft ist die gute Dämmfähigkeit durch die eingebauten Verdrängungskörper. Eine abschließende Betrachtung von Wirtschaftlichkeit und Herstellverfahren beleuchtet die insgesamt positiven Eigenschaften der Hohlkörperdecken.
Direkte Berechnung von Rißbreite und Mindestbewehrung für Zwang nach DIN 1045‐1
Authors: Gebhard P.
Published: April 2013

Die Grundlagen des Nachweises der Rißbreitenbeschränkung werden in einer übersichtlichen Form neu dargestellt. Von besonderer Bedeutung sind dabei die tatsächlich auftretenden Kräfte im Bauteil sowohl bei Lastbeanspruchung als auch bei Zwang. Darauf aufbauend werden die Formeln der DIN 1045‐1 so weiterentwickelt, daß deren praktische Berechnung einfacher zu handhaben ist, und daß die Mindestbewehrung für Zwang ohne Ablesung aus Tabellen direkt angegeben werden kann.
Verstärkungen mit Faserverbundwerkstoffen Grundlagen EDV‐gestützter Bemessungsverfahren
Authors: Onken P. , Berg W. v. , Matzdorff D. , Grunewald D.
Published: April 2013

Verstärkungen von Stahlbeton‐ und Spannbetonbauteilen mit angeklebten Faserverbundwerkstoffen lassen sich nicht mit üblichen Bemessungstafeln oder ‐diagrammen berechnen. Zwar findet man in der Literatur vereinzelt Ansätze für Bemessungshilfen, jedoch bleibt der Anwendungsbereich auf konkrete Bauteilquerschnitte oder Beanspruchungsfälle begrenzt. Die Bandbreite der Querschnittsgeometrie und Bewehrungsanordnung, mehrere Bewehrungslagen mit unterschiedlichem Materialverhalten, die Überlagerung verschiedener Dehnungszustände oder die Erfassung der mehraxialen Betondruckfestigkeit durch die Aktivierung einer Umschnürungswirkung lassen sich nur mit Hilfe entsprechender Bemessungsprogramme wirklichkeitsnah erfassen. Im Beitrag werden die EDV‐Grundlagen für die Verstärkung von Biegebauteilen und Traglasterhöhung von Stützen mit Hilfe von Faserverbundwerkstoffen FRP (Fibre Reinforced Polymer) vorgestellt und die zugrundeliegenden Berechnungsmodelle und Sicherheitskonzepte erläutert.
Schlagartiger Schubbruch kurzer Stahlbetonstützen
Authors: Yamada M.
Published: April 2013

Kurze Stahlbetonstützen können einen schlagartigen, nicht duktilen Schubbruch erfahren, wenn die Stablänge kleiner als der Grenzschubschlankheitsgrad ist. Dieser Grenzgrad liegt zwischen dem duktilen Biegefließen und dem spröden Schubbruch, Gr(H/h) > 4, der von der Bewehrungsstärke v = r (fy/fck) und der vorhandenen Normalkraft X abhängig ist. Ein Versagen von kurzen Stützen in erdbebengefährdeten Gebieten tritt häufig auf als ein Schubversagen, weshalb der Duktilität eine besondere Bedeutung zukommt. In diesem Beitrag wird dieser schlagartige Schubbruch erörtert und seine Versagensgefahr aufgezeigt.
Stochastische Modellierung von Kohlenstoffaser‐Verbundwerkstoffen
Authors: Bergmeister K.
Published: April 2013

Kohlenstoffaser‐Verbundwerkstoffe gewinnen zusehends nicht nur in der Betonerhaltung an Bedeutung. Neben den Kohlenstoffaser‐Lamellen werden auch ‐Gelege, ‐Gewebe‐, ‐Kabel eingesetzt. Die Kohlenstoffaser‐Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht und ausgezeichneten Ermüdungswiderstand aus. Nach einer einführenden Diskussion über das Trag‐ und Verformungsverhalten wird die Formulierung der Verbundbruchkraft bzw. der dazugehörenden Verankerungslänge für Kohlenstoffaser‐Lamellen aus der Literatur dargestellt. Auf der Grundlage von über 1200 Meßaufnahmen und deren statistischen Auswertungen wird eine stochastische Modellierung von aufgeklebten Kohlenstoffaser‐Verbundwerkstoffen vorgenommen. Die ermittelten Teilsicherheitsfaktoren beziehen sich auf eine Versagenswahrscheinlichkeit von Pf = 1 · 10‐6. Die dargestellten Ergebnisse können bei Lamellen, Gelegen, Geweben und Kabeln aus Kohlenstoffasern für deren Bemessung Anwendung finden.
Zur Biegebemessung von Stahlfaserbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton
Authors: Strack M. , Mark P.
Published: April 2013

Für die Biegebemessung von Querschnitten aus Stahlfaserbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton werden verschiedene Verfahrensweisen hergeleitet und für Rechteckquerschnitte als Bemessungshilfsmittel in Form von Diagrammen und Tabellen dargestellt. Grundlage der Herleitungen und Hilfsmittel sind die im DBV‐Merkblatt "Stahlfaserbeton" formulierten Ansätze und Regelungen.
Stahl‐UHFB – Stahlbeton Verbundbauweise zur Verstärkung von bestehenden Stahlbetonbauteilen mit Ultra‐Hochleistungs‐Faserbeton (UHFB)
Authors: Brühwiler Eugen , Denarié Emmanuel
Published: April 2013

Die Grundidee der Stahl‐UHFB – Stahlbeton Verbundbauweise besteht darin, mit einer UHFB‐Schicht, die in Haupttragrichtung mit Bewehrungsstäben versehen ist, Bauteile aus herkömmlichem Stahlbeton zu verstärken, indem deren Tragfähigkeit erhöht und die Dauerhaftigkeit verbessert werden. Dadurch können die bekannten Schwachstellen und Mängel der Betonbauweise eliminiert werden. Es wird ein Überblick über die Stahl‐UHFB – Stahlbeton Verbundbauweise gegeben, indem die wesentlichen theoretischen Aspekte des Tragverhaltens von Stahl‐UHFB – Stahlbeton Verbundbauteilen kurz erläutert und anhand von Anwendungen bei der Instandsetzung und Verstärkung bestehender Betonbauten illustriert werden. Schließlich werden Möglichkeiten des Einsatzes dieser neuartigen Bauweise beim Bau von neuen Tragwerken aufgezeigt.

Strengthening of existing reinforced concrete elements using Ultra‐High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC)

An original concept is presented for the strengthening of concrete structures. The main idea is to use Ultra‐High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) complemented with steel reinforcing bars to strengthen those zones of the structure that are exposed to severe environmental influences and high mechanical loading. This concept combines efficiently protection and resistance properties of UHPFRC and significantly improves the structural performance of the rehabilitated concrete structure in terms of durability. Properties of UHPFRC are outlined and the essential theoretical background of structural behavior of R‐UHPFRC – RC composite elements is given. This novel technology has been validated by means of field applications.
Bohrpfahlwände als Baugrubenverbau und Kammerwandbauteil der neuen Schleuse Dörverden
Authors: Saathoff Joachim , Kauther Regina , Müller Hilmar , Herten Markus
Published: April 2013

In Dörverden musste die Schleppzugschleuse wegen zahlreicher Schäden durch einen Schleusenneubau ersetzt werden. In der Planungsphase wurden verschiedene Ausführungsvarianten unter wirtschaftlichen, technischen und betrieblichen Aspekten betrachtet. Nach intensiver Abwägung entschied sich die Wasser‐ und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) für eine neuartige Bauweise: Die Baugrubenumschließung, bestehend aus einer überschnittenen und rückverankerten Bohrpfahlwand, wurde als statisch tragendes Element in das Schleusenbauwerk integriert. Um die üblichen Anforderungen wie Ebenheit und dauerhafte Dichtigkeit an die Kammerwandoberfläche zu erfüllen, wurde die Bohrpfahlwand mit einer Betonvorsatzschale kombiniert, die wiederum in die Bohrpfahlwand rückverankert wurde. Die Bauausführung erfolgte unter erhöhten Anforderungen an die Herstellungsqualität. Die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) hat die Bauausführung begleitet. Neben den üblichen Prüfungen wurden an ausgewählten Bohrpfahlgruppen zusätzlich modifizierte Crosshole‐Messungen veranlasst. Mit dieser Messmethode konnten neben den Sekundärpfählen auch die Primärpfähle sowie die Überschnittbereiche zerstörungsfrei geprüft werden. Der Inhalt dieses Beitrags ist in Teilen aus Saathoff et al. [1] entnommen.

Dual use of a secant bored pile wall at the new lock of Dörverden: construction pit lining and chamber wall

In Dörverden an old damaged lock needed to be replaced by a newly constructed lock. In the design phase various construction concepts were examined regarding economic, technical and practical aspects. After thorough consideration the Federal Waterway Administration decided in favour of an innovative construction concept: The construction pit lining consisting of a back‐tied secant bored pile wall was fully integrated into the chamber wall as a permanent load‐bearing element. The water‐facing part of the chamber wall was designed as a concrete shell. The concrete shell was affixed to the pile wall by bolts and is intended to secure essential practical properties and durability of the construction.

During the construction phase enhanced requirements concerning quality standards were demanded. The Federal Waterways Engineering and Research Institute (Bundesanstalt für Wasserbau – BAW) ensured continued and coordinated implementation of these requirements. Additionally to routine tests modified cross‐hole measurements were performed at the bored pile wall. These non‐destructive measurements allowed to examine the quality of the primary as well as the secondary piles and in the region between two joining piles. The content of the paper is partly taken from Saathoff et al. [1]
Peptide design for antimicrobial and immunomodulatory applications
Authors: Haney Evan F. , Hancock Robert E. W.
Published: April 2013

The increasing threat of antibiotic resistance in pathogenic bacteria and the dwindling supply of antibiotics available to combat these infections poses a significant threat to human health throughout the world. Antimicrobial peptides (AMPs) have long been touted as the next generation of antibiotics capable of filling the anti‐infective void. Unfortunately, peptide‐based antibiotics have yet to realize their potential as novel pharmaceuticals, in spite of the immense number of known AMP sequences and our improved understanding of their antibacterial mechanism of action. Recently, the immunomodulatory properties of certain AMPs have become appreciated. The ability of small synthetic peptides to protect against infection in vivo has demonstrated that modulation of the innate immune response is an effective strategy to further develop peptides as novel anti‐infectives. This review focuses on the screening methods that have been used to assess novel peptide sequences for their antibacterial and immunomodulatory properties. It will also examine how we have progressed in our ability to identify and optimize peptides with desired biological characteristics and enhanced therapeutic potential. In addition, the current challenges to the development of peptides as anti‐infectives are examined and the strategies being used to overcome these issues are discussed. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers (Pept Sci) 100: 572–583, 2013.
Thermoelektrik
Authors: Schierle‐Arndt Kerstin , Hermes Wilfried
Published: April 2013

Bislang ist die Thermoelektrik eine Nischentechnologie, die ihre Stärken hat, wenn es auf Zuverlässigkeit oder Komfort ankommt. Die Technologie bietet aber darüber hinaus in Zukunft die Chance, Energie effizienter zu nutzen und die CO2‐Emmission zu reduzieren. Thermoelektrik kann zur Abwärmenutzung angewendet werden und ist damit vor allem für die Automobilindustrie und Industriezweigen mit großen Abwärmemengen interessant. Für den Erfolg auf einem großen Markt gilt es jedoch, einige Herausforderungen zu lösen: Effizienz‐steigernde Materialien, verbesserte Modultechnologie und die Systemintegration stehen dabei im Fokus. Der vorliegende Artikel beleuchtet diese Herausforderungen aus industrieller Sicht.
p‐Aminosalicylat als Trittbrettfahrer im Folatstoffwechsel
Authors: Hille‐Rehfeld Annette
Published: April 2013

Die antibiotische Wirkung von p‐Aminosalicylat (PAS) wird auf eine kompetitive Hemmung der Folatsynthese zurückgeführt, aber nicht jeder wirksame Hemmer der Folatsynthese eignet sich gleichermaßen als Antibiotikum. Die Besonderheit von PAS liegt offenbar darin, dass es nicht nur die Folatsynthese hemmt, sondern darüberhinaus in ein unwirksames Folsäureanalog eingebaut wird.
Baylab plastics – ein ganz besonderes Schülerlabor
Authors: Schumacher Elke
Published: April 2013

Ein professionelles Produkt zum Mitnehmen, an einem Arbeitstag von Schülern entworfen, getestet und produziert. Geht das? Diese schier unlösbare Aufgabe wird im Baylab plastics bei Bayer MaterialScience in Leverkusen mit viel Vertrauen in die verborgenen Fähigkeiten der ein geladenen Schülergruppen, mit Kreativität, straffer Organisation und in dennoch lockerer Arbeitsatmosphäre mit Bravour bewältigt.
Court–Annexed Mediation in Indonesia: Does Culture Matter?
Authors: Syukur Fatahillah Abdul , Bagshaw Dale Margaret
Published: April 2013

A Western model of court‐annexed mediation was introduced into the Indonesian courts in 2003, but has been relatively unsuccessful. The authors argue that one factor contributing to this is the failure of mediators to use culturally appropriate approaches and emphasize the need for mediators to be trained to be culturally fluent and self‐reflexive. They analyze cultural factors relevant to mediation with participants from diverse cultural backgrounds and implications for training. Musyawarah mufakat, the indigenous way of resolving disputes, is compared to a Western interest‐based model of mediation and a case study illustrates how the process can incorporate an indigenous approach.
The Sustainability Manager: A Tool for Education and Training on Sustainability Management
Authors: Baumgartner Rupert J. , Winter Thomas
Published: April 2013

There is a rising awareness and interest of corporations about corporate sustainable behaviour. Sustainability issues are increasingly integrated into corporate strategies, actions, and behavior. Different approaches, systems, and instruments have been developed to support corporate sustainability management. An important aspect of any sustainability‐related corporate initiative is to train employees and to develop sustainability‐related competencies. To enable education and training in this area, an interdisciplinary team of researchers, consultants and practitioners developed a management game called ‘sustainability manager’ (www.sustainabilitymanager.at). This paper presents the key features of this business simulation and reflects the experiences of the application of this management game in training. This management game is based on a business simulation, i.e. a company is modelled using web technology and soft computing approaches. The sustainability manager can be used as a web‐based training instrument for sustainability management and can be adapted to specific training situations. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd and ERP Environment.
HOXA13 regulates Aldh1a2 expression in the autopod to facilitate interdigital programmed cell death
Authors: Shou Siming , Carlson Hanqian L. , Perez Wilma D. , Stadler H. Scott
Published: April 2013

Background: Retinoic acid (RA), plays an essential role in the growth and patterning of vertebrate limb. While the developmental processes regulated by RA are well understood, little is known about the transcriptional mechanisms required to precisely control limb RA synthesis. Here, Aldh1a2 functions as the primary enzyme necessary for RA production which regulates forelimb outgrowth and hindlimb digit separation. Because mice lacking HOXA13 exhibit similar defects in digit separation as Aldh1a2 mutants, we hypothesized that HOXA13 regulates Aldh1a2 to facilitate RA‐mediated interdigital programmed cell death (IPCD) and digit separation. Results: In this report, we identify Aldh1a2 as a direct target of HOXA13. In absence of HOXA13 function, Aldh1a2 expression, RA signaling, and IPCD are reduced. In the limb, HOXA13 binds a conserved cis‐regulatory element in the Aldh1a2 locus that can be regulated by HOXA13 to promote gene expression. Finally, decreased RA signaling and IPCD can be partially rescued in the Hoxa13 mutant hindlimb by maternal RA supplementation. Conclusions: Defects in IPCD and digit separation in Hoxa13 mutant mice may be caused in part by reduced levels of RA signaling stemming from a loss in the direct regulation of Aldh1a2. These findings provide new insights into the transcriptional regulation of RA signaling necessary for limb morphogenesis. Developmental Dynamics 242:687–698, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.
Snai1 is important for avian epicardial cell transformation and motility
Authors: Tao Ge , Miller Lindsey J. , Lincoln Joy
Published: April 2013

Background: Formation of the epicardium requires several cellular processes including migration, transformation, invasion, and differentiation in order to give rise to fibroblast, smooth muscle, coronary endothelial and myocyte cell lineages within the developing myocardium. Snai1 is a zinc finger transcription factor that plays an important role in regulating cell survival and fate during embryonic development and under pathological conditions. However, its role in avian epicardial development has not been examined. Results: Here we show that Snai1 is highly expressed in epicardial cells from as early as the proepicardial cell stage and its expression is maintained as proepicardial cells migrate and spread over the surface of the myocardium and undergo epicardial‐to‐mesenchymal transformation in the generation of epicardial‐derived cells. Using multiple in vitro assays, we show that Snai1 overexpression in chick explants enhances proepicardial cell migration at Hamburger Hamilton Stage (HH St.) 16, and epicardial‐to‐mesenchymal transformation, cell migration, and invasion at HH St. 24. Further, we demonstrate that Snai1‐mediated cell migration requires matrix metalloproteinase activity, and MMP15 is sufficient for this process. Conclusions: Together our data provide new insights into the multiple roles that Snai1 has in regulating avian epicardial development. Developmental Dynamics 242:699–708, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.
On the role of intrinsic and extrinsic forces in early cardiac S‐looping
Authors: Ramasubramanian Ashok , Chu‐Lagraff Quynh B. , Buma Takashi , Chico Kevin T. , Carnes Meagan E. , Burnett Kyra R. , Bradner Sarah A. , Gordon Shaun S.
Published: April 2013

Background: Looping is a crucial phase during heart development when the initially straight heart tube is transformed into a shape that more closely resembles the mature heart. Although the genetic and biochemical pathways of cardiac looping have been well studied, the biophysical mechanisms that actually effect the looping process remain poorly understood. Using a combined experimental (chick embryo) and computational (finite element modeling) approach, we study the forces driving early s‐looping when the primitive ventricle moves to its definitive position inferior to the common atrium. Results: New results from our study indicate that the primitive heart has no intrinsic ability to form an s‐loop and that extrinsic forces are necessary to effect early s‐looping. They support previous studies that established an important role for cervical flexure in causing early cardiac s‐looping. Our results also show that forces applied by the splanchnopleure cannot be ignored during early s‐looping and shed light on the role of cardiac jelly. Using available experimental data and computer modeling, we successfully developed and tested a hypothesis for the force mechanisms driving s‐loop formation. Conclusions: Forces external to the primitive heart tube are necessary in the later stages of cardiac looping. Experimental and model results support our proposed hypothesis for forces driving early s‐looping. Developmental Dynamics 242:801–816, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.