Abschlussarbeiten Bachelor of Science in Bauingenieurwesen 2014

Architektur, Holz und Bau Bachelor Bauingenieurwesen Pestalozzistr. 20 Postfach 1058 3401 Burgdorf Tel. +41 34 426 41 04 infobau.ahb@bfh.ch ahb.bfh.ch

Abschlussarbeiten Bachelor of Science in Bauingenieurwesen | 2014

Berner Fachhochschule

Abschlussarbeiten Bachelor of Science in Bauingenieurwesen 2014

‣ Architektur, Holz und Bau

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Editorial

Im Jahr 2014 schliessen erstmals zwei Jahrgänge des Bachelors of Science in Bauingenieurwesen ihr Studium ab. Der Jahrgang B10 TZ trat im Jahr 2010 in das neu aufgelegte Teilzeitstudium und der Jahrgang B11 VZ 2011 in das Vollzeitstudium ein. Die Studierenden präsentieren nun gemeinsam in diesem Booklet ihre Thesis.

Mit der Thesis weisen die Studierenden nach, das sie selbstständig und erfolgreich innerhalb einer vorgegebenen Zeit eine Aufgabenstellung wissenschaftlich begründet und theoretisch reflektiert lösen können. Dieser Nachweis stellt den letzten Leistungsausweis für den ersten beruflichen Einstieg als Bauingenieurin bzw. Bauingenieur dar und dient als Leistungsempfehlung für die künftigen Arbeitgeber. Die Arbeiten besitzen deshalb einen engen Bezug zu geplanten oder real

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umgesetzten Bauvorhaben. Die Betreuung erfolgt durch Fachdozierende des Studiengangs, unterstützt von externen Experten, die den Studierenden zur Seite stehen insbesondere zur Sicherung des Praxisbezugs.

Auch in diesem Jahr sind die Themen wieder vielfältig. Ob Wasserbau, Siedlungswasserbau, Geotechnik, Verkehrswegebau oder die konstruktiven Fachgebiete mit Stahl-, Ingenieurholz- und Massivbau, die abverlangte Fachkompetenz ist umfangreich und anspruchsvoll. Die erarbeiteten Lösungen der Studierenden beeindrucken.

Prof. Dr. Markus Romani Abteilungsleiter Bachelor Bau

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Inhalt 2 4 6 20 22 32

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Spezialtiefbau Siedlungswasserbau Tragwerksplanung Tunnelbau Verkehrsanlagen Wasserbau

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Spezialtiefbau

Neubau Parking L’ESPLANADE 2

Projekt: Neubau Parking L’ESPLANADE in Biel, Spezialtiefbauarbeiten Diplomandin: Susanne Bachmann Examinator / Expertin: Prof. Martin Stolz (dipl. Ing. ETH), Dr. Sara Montani (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Den Hintergrund des Themas bildet die städtebauliche Entwicklung Biels. Ein ehemaliges Gaswerkareal bietet im Stadtzentrum die Möglichkeit, im Bereich Zentralstrasse / Neumarktstrasse den öffentlichen Raum und die daran an­ grenzenden privaten Bauten neu zu gestalten und städte­ baulich aufzuwerten. Grundstein für die Neugestaltung bildet der Neubau einer unterirdischen Parkhausanlage; die Oberflächenparkierung kann dadurch aufgehoben werden. Während der Ausführung der Baugrube im Winter 2013 / 14 ergaben sich diverse Probleme bei der Veranke­ rung der Baugrubenwände. Die aufgetretenen Probleme werden auch anderswo häufig vorkommen; in zentralen Ge­ bieten werden nämlich Bauten auf bestehenden Parzellen realisiert. Knappe Platzverhältnisse, Einschränkungen durch bestehende Bauten, Werkleitungen und Altlasten erfordern deshalb bereits bei einem Vorprojekt eine umfangreiche Planung.

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Zielsetzung

Ziel der Thesis ist, eine Baugrubensicherung ohne Ankerver­ bau zu erstellen. Dafür wird anhand einer Nutzwertanalyse die Bestvariante bestimmt und ein Vorprojekt erarbeitet.

Umsetzung / Ergebnisse

Basis für das Vorprojekt bildet unter anderem der geologi­ sche Bericht. Die kostengünstigste Variante ist abhängig von den Bodengegebenheiten.

Die Thesis überprüft sämtliche Bemessungen der Baugruben­ sicherung und die am Projekt ausgeführte Wasserhaltung.

Sie erarbeitet einen Bauphasenplan, trifft eine Annahme für die Materialisierung und erstellt eine Kostenschätzung.

Als Ergebnis wird empfohlen, die Baugrubensicherung mit der Methode «Schlitz­ und Spundwand, Kernbauweise» vorzunehmen. Dabei liegen die gewählten Schwerpunkte bei der Bemessung der Abspriessungen für die Spund­ und Schlitzwände und die verschiedenen Bauphasen.

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Siedlungswasserbau

Entwässerungsplanung Alkerenquartier 4

Projekt: Entwässerungsplanung Sanierungsprojekt, Alkerenquartier Worben Diplomand: Roman Müller Examinator / Experten: Hans Ulrich Gränicher (dipl. Ing. HTL / FH), Bruno Stampfli (dipl. Ing. ETH, Leiter Kompetenzzentrum Wasser Armasuisse), Marc Sterchi (Sanitärplaner)

Ausgangslage

Das Alkerenquartier der Gemeinde Worben ist mit freiste­ henden Einfamilienhäusern überbaut. Die topographische Lage macht es nötig, das Abwasser wegzupumpen. Dazu dienen heute vier dezentrale Abwasserpumpwerke. Sie befinden sich im Besitz der angeschlossenen Liegenschafts­ besitzer.

Im Jahr 2013 wurden die privaten und öffentlichen Ab­ wasseranlagen des Einzugsgebiets mittels Kanalfernsehen auf ihren baulichen Zustand hin überprüft. Diese Analy­ sen zeigten Mängel auf, die behoben werden müssen. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob das heutige Entwässerungskonzept mit vier privaten Abwasserpump­ werken beibehalten werden soll oder ob stattdessen eine andere Lösung anzustreben ist.

Variante wirtschaftlich und gewässerschutztechnisch für die Zukunft anzustreben ist. Die Bestvariante ist als Bauprojekt auszuarbeiten. Das Projektdossier umfasst einen technischen Bericht sowie die dazugehörigen Pläne.

Umsetzung

Die betrachteten Varianten sind abhängig von der Art der Entwässerung und der Anzahl der Pumpwerke. Die erste Variante stützt sich auf die Unterlagen des Generellen Ent­ wässerungsplans GEP mit allen bisherigen vier Pumpwerken.

Die zweite Variante untersucht eine Lösung ohne Pumpwer­ ke. In der dritten Variante wird das ganze Quartier mit nur einem Pumpwerk entwässert. Diese Variante stellt sich als technisch beste, wenn auch teure Lösung heraus und wird in einem Bauprojekt ausgearbeitet.

Zielsetzung

Im Rahmen der Thesisarbeit sind die vorhandenen Grund­ lagen zu überprüfen und das Entwässerungssystem zu ana­ lysieren. Mittels Variantenstudium ist aufzuzeigen, welche

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Tragwerksplanung

Erweiterung des Einkaufszentrums Migros Burgdorf 6

Projekt: Erweiterung Einstellhalle und Verkaufsfläche Migros Burgdorf, Einkaufszentrum Neumarkt, 3400 Burgdorf BE Diplomand: Nicolas Raphael Berger Examinator / Experte: Prof. Beat Noser (dipl. Ing. FH), Walter Wiedmer (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Das bestehende Einkaufszentrum «Neumarkt Burgdorf» stösst durch veränderte Einkaufs­ und Mobilitätsansprüche an seine Kapazitätsgrenzen bezüglich Parkplatzangebot und Verkaufsfläche. Das rund 30­jährige Bauwerk entspricht nicht mehr den heutigen Bedürfnissen der Eigentümerin Migros Aare, welche deshalb den Umbau des bestehenden Zentrums sowie eine Erweiterung nach Westen projektiert.

Um die Kapazität der unterirdischen Einstellhalle zu erhö­ hen, soll auf der westlich angrenzenden Parzelle eine neue Einstellhalle und darüber eine neue Verkaufsfläche erstellt werden.

Zielsetzung

Im Rahmen der Thesis geht es darum, den Baugrubenab­ schluss und den Erweiterungsbau inklusive Parkplatzgeome­ trie und Verkehrsführung zu projektieren. Das Tragkonzept muss den vielfältigen Randbedingungen mit Grundwas­ servorkommen, Felsabbau und Anpassung an den Bestand gerecht werden.

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Umsetzung

Die Arbeit gliedert sich in drei Projektierungsphasen.

(1) Im Variantenstudium werden verschiedene Entwürfe zur Parkfeldanordnung, der Fluchtwegeerschliessung und der Stützengeometrie erarbeitet. Durch optimal angeordnete Stützengeometrien mit Spannweiten von bis zu elf Metern kann eine Bestvariante ausgearbeitet werden.

(2) Diese Variante wird in der Bauprojektphase statisch durchgerechnet. Der Schwerpunkt liegt in den Hauptabmes­ sungen sowie der Dimensionierung der gesamten Tragkon­ struktion. Neben dem Tragkonzept wird auch die bis zu 13 Meter tiefe Baugrube auf ihre Standsicherheit hin überprüft.

(3) In der letzten Phase wird die Ausführungsstatik für die Decke über dem 1. UG erstellt. Aufgrund der grossen Distan­ zen zwischen den Stützen und den hohen Lasten müssen erhebliche Bewehrungsgehalte verbaut werden, um die Trag­ sicherheit nachzuweisen.

Auf Grundlage der Ausführungsstatik werden schliesslich die Ausführungspläne erstellt.

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Bild links: Situationsplan Bauprojekt Bild Mitte: Aushubplan Bild rechts oben: Bestehendes Einkaufszentrum Bild rechts unten: Prinzipskizze Bohrpfahlwand

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Tragwerksplanung

Floor extension IIIT-B 8

Project: Floor extension IIIT­B, International Institute of Information Technology, Bangalore, India Graduand: Christian Ackeret Experts: Prof. Dr. ès sc. Martin Schollmayer (Dipl.­Ing.), Prof. Juerg Grunder (architect), Barathi Lakshminaran Manjunath (structural consultant)

Initial thoughts

The existing IIIT­B academic building consists of G + 1 floor.

The project considers a second floor extension. The design and planning is done by the local architect studio “flying elephant”.

Goal

The goal of the thesis is the design and calculation of the structural elements of the 2nd floor extension in the aca­ demic block of the IIIT­B. The task shows that the structural part of a building should be understood and appreciated.

Structural elements of buildings can be related to nature, other buildings, humans and animals. As the building is in India, the thesis must give a feeling of how nature, weather, religion, knowledge and work ethics influence a building and the process to build it. The thesis shows the best solu­ tion for the problems related to the extention by keeping in mind that problems can be solved in different ways.

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Process

The work starts with site visits. They help to to analyze the building and understand how the loads are transferred.

For the calculations, the building must be put in the soft­ ware. And here already, a lot of problems occur and must be solved. The quality of the different solutions must be evaluated. Finally, the Thesis leads to shuttering plans and reinforcement plans. Since material in India is very costly, the structures are done in simple RCC framework. The pro­ cess of building it is not easier and needs a lot more labour, but since there are so many people, building means creating a job for everyone. To see how construction is done in an­ other country gives new insights how to approach a project or a problem.

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Tragwerksplanung

Bamboo Water Tower 10

Project: Bamboo Water Tower in Wayanad, India Graduand: Kevin Lars Sigl Experts: Prof. Dr. ès sc. Martin Schollmayer (Dipl.­Ing.), Prof. Juerg Grunder (architect), Barathi Lakshminaran Manjunath (structural consultant)

Initial thoughts

The major goal of the project is to create a water tower for two water tanks, an outlook platform, and a stair. The pro­ ject is placed in Thrikkaipetta, Wayanad, India. The tower will be constructed with bamboo, a locally available and sustainable material.

Goal

The main goal of the thesis is the successful plan­ning of a water tower in the resort with all the appropriated know­ ledge of the material and its treatment. Therefore, the first part presents a overview of different aspects concerning bamboo. The main focus lays on biological growth, labora­ tory tests and treatment methods. The second part explains profoundly the planning of the project with all the details and the calculations.

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Process

In a first step, the properties and capacities of bamboo must be explored. Then comes the elaboration of details and drawings, hand in hand with IN:CH architects, plan­ ners, and engineers, mainly Manjunath & Co. in Bangalore.

During the constructionwork, many basic problems occur due to environmental challenges regarding the weather, but also inevitable shortcomings, like the restricted avail­ ability of water or working material, and even the cultural differences, which are not always easy to deal with.

The thesis is mostly written in Bangalore, but also in Thrik­ kaipetta. Due to the travelling and all related circumstances, the time becomes the most critical component.

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Tragwerksplanung

Auditorium for the Myra School of Business 12

Project: Auditorium for the Myra School of Business Mysore, India Graduand: Jeremias von Weissenfluh Experts: Prof. Dr. ès sc. Martin Schollmayer (Dipl.­Ing.), Prof. Juerg Grunder (architect), Barathi Lakshminaran Manjunath (structural consultant)

Initial thoughts

The task is to understand and redesign the whole structure of a planned auditorium on the base of the architecture plans. Details and weaknesses of the structure must be examined and solved by calculations. The process consistes of three parts: (1) Analysis, (2) design and f(3) calculation.

Goal

The goal is to design and calculate the whole supporting structure of the planned auditorium. The aspects of economy and feasibility are integrated in the proposals. All results must be shown shown on shuttering and reinforcement plans.

Process

Before starting with the project, the Indian way of con­ struction must be explored and understood. Therefore, a couple of site are offered in the introduction week. In the two following weeks, the analysis takes place and leads to calculations and suggestions from the engineer’s point of view. The auditorium is calculated from the roof to the foundation. Sizes, locations and reinforcements are calcu­ lated and inserted to shuttering and reinforcement plans.

The semester in India helps also to expand the candidate’s knowledge of materials like bamboo, straw and mud. Han­ dling these materials in totally different conditions give an other way of approaching problems of engineering.

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Tragwerksplanung

Überbauung Talstrasse Nord 14

Projekt: Überbauung Talstrasse Nord, 5703 Seon Diplomand: Benjamin Jenni Examinator / Experte: Prof. Beat Noser (dipl. Ing. FH), Walter Wiedmer (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Für die Überbauung Talstrasse Nord in Seon liegen die Bau­ eingabepläne des Architekten vor. Zu entwerfen ist jetzt die Tragstruktur des Gebäudes A inklusive Einstellhalle.

Das Haus A hat eine Länge von 60 m, eine Breite von 13 m und eine Höhe von 16 m. Es umfasst ein Attikageschoss, drei Obergeschosse, ein Erdgeschoss und ein Untergeschoss.

Geplant sind 27 Wohnungen, und, im Erdgeschoss, vier Gewerbeflächen.

Zielsetzung

Im Rahmen der Thesis wird die Tragstruktur des Gebäudes im Rahmen einer Vordimensionierung projektiert. Bei der Planung des Tragwerks sind die Erdbebenwände zu berück­ sichtigen und Armierungsskizzen zu entwerfen. Zum Ab­ schluss sind für ausgewählte Bauteile eine Ausführungssta­ tik sowie Schalungs­ und Bewehrungspläne zu erstellen.

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Umsetzung

In der ersten Phase werden die Architektenpläne analysiert und ein Konzept für ein mögliches Tragwerk erarbeitet. Die Schwerpunkte liegen bei der Tragstruktur, den Dilatationen, den Abmessungen des Betons, der Kontrolle des Mauerwerks und bei der horizontalen Aussteifung des Gebäudes. Das Konzept erlaubt, eine Nutzungsvereinbarung zu formulieren.

In einer zweiten Phase werden die Erdbebenwände genauer untersucht und das in der ersten Phase erarbeitet Konzept soweit ausgereift, dass man mit der Ausführungsstatik be­ ginnen kann. Dabei wird ein Gebäudemodell für die Erdbe­ benbemessung beigezogen. So lassen sich die Schnittkräfte in den Erdbebenwänden bestimmen, die Krafteinleitung Decke­Wand überprüfen und schliesslich Armierungsskizzen der Erdbebenwände erstellen. Die Berechnungen werden teilweise von Hand durchgeführt, teilweise mit FEM­Pro­ grammen.

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Im letzten Abschnitt wird die Ausführungsstatik für die Decke über dem Erdgeschoss erstellt. Die Herausforderung liegt dabei bei den vielen Stützen. Da das Erdgeschoss teilweise als Gewerbefläche geplant ist, hat es nur wenige Wände. Im Erdgeschoss stehen deshalb die drei Ober­ geschosse und das Attikageschoss also praktisch nur auf Stützen.

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Basierend auf der Ausführungsstatik werden zum Schluss die Ausführungspläne zur Decke über EG erstellt.

Bild oben: Visualisierung Haus A Bild unten: Längsansicht Haus A

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Tragwerksplanung

Terrassensiedlung in Birmenstorf 16

Projekt: Terrassensiedlung in Birmenstorf Diplomand: Bernhard Jutzi Examinator / Experte: Prof. Beat Noser (dipl. Ing. FH), Walter Wiedmer (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

liegt im Erdbebennachweis nach SIA. Ein Terrassenhaus hat nämlich eine komplexe Tragstruktur mit ausgeprägten Unre­ gelmässigkeiten. Die einschlägige Literatur aber behandelt nur Hochbauten mit regelmässigen Tragstrukturen.

Zielsetzung

In der dritten Phase wird die Ausführungsstatik für die Decke der Ebene 1 erstellt. Für die Berechnungen werden Compu­ terprogramme eingesetzt, aber auch Handrechnungen durch­ geführt. Sie erlauben es, die Resultate der FEM­Programme auf ihre Plausibilität hin zu überprüfen. Auf Grundlage der Ausführungsstatik werden noch die Schalungs­ und Beweh­ rungspläne für die Decke der Ebene 1 erarbeitet.

Für eine Terrassensiedlung in Birmenstorf liegen die Bauein­ gabepläne des Architekten vor. Zu entwickeln ist ein Entwurf der Tragstruktur für das ganze Gebäude.

Im Rahmen der Thesis wird die Tragstruktur für das ganze Gebäude entworfen mitsamt den dazugehörigen konstruk­ tiven Details.

Umsetzung

Im Variantenstudium werden zwei verschiedene Entwürfe erarbeitet, um die Tragstruktur zu optimieren. Unter den beiden Varianten des Vorprojekts wird eine Bestvariante bezeichnet und anschliessend weiterbearbeitet.

In der zweiten Phase liegt der Schwerpunkt auf den Berech­ nungen der gesamten Tragkonstruktion, ihren Hauptabmes­ sungen und dem Erdbebennachweis. Die Hauptabmessungen wurden mittels Verformungen, Reaktionen und Durchstan­ zen bestimmt. Die Hauptschwierigkeit der zweiten Phase

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Bild oben: Ansicht des Modells Bild unten: Schnitt Terrassenhaus

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Tragwerksplanung

Neubau Fuss- und Radwegbrücke 18

Projekt: Neubau Fuss­ und Radwegbrücke, Mättelisteg, 5400 Baden AG Diplomand: Sebastian Kipfer Examinator / Experte: Prof. Dr. sc. ETH Stephan Fricker (Dipl.­Ing.), Dr. sc. ETH Kristian Schellenberg (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Die Stadt Baden und die Gemeinde Enntetbaden beabsichti­ gen, die Erreichbarkeit des Bäderquartiers durch attraktive Fuss­ und Radwegverbindungen zu verbessern. In diesem Rahmen ist die Realisierung eines Rundwegs für den Fuss­ und Radverkehr vorgesehen. Zur Vervollständigung des Rundwegs und zur Anbindung des Oederlin­Areals an das Bäderquartier soll ein neuer Flussübergang über die Limmat realisiert werden.

Zielsetzung

Im Rahmen der Thesis wird die Fuss­ und Radwegbrücke projektiert. Zwischen den denkmalgeschützten Bauten des Oederlin­Areals und der grosszügigen Parklandschaft des Mätteliparks muss sich der neue Flussübergang optimal in den Flussraum der Limmat integrieren. Das Bauwerk soll gemäss Wettbewerbsprogramm aber gleichwohl ein gestal­ terisch eigenständiges Bauwerk bilden.

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Umsetzung

In einem Variantenstudium werden drei verschiedene Pro­ jekte erarbeitet, um das Bauwerk möglichst schlicht in die Landschaft zu integrieren. Mittels eines Variantenvergleichs kann die Bestvariante ausgewählt werden.

Der nächste Schritt besteht darin, die ausgewählte Variante näher zu bearbeiten. Die Hauptabmessungen sowie die Tragwerkskonstruktion sind dabei von Bedeutung. Gemäss Wettbewerbsprogramm kann auf der Limmatinsel eine Abstützung realisiert werden. Die beiden Brückenbereiche müssen dabei unterschiedlichen Anforderungen genügen.

Der Brückenbereich vom Mättelipark bis zur Limmatinsel ist eine Stahlfachwerkkonstruktion mit einer Spannweite von fünfzig Metern. Der Bereich Limmatinsel ist eine Stahlbe­ tonverbundkonstruktion mit einer Spannweite von dreizehn Metern. Für die Berechnungen werden Handrechnungen durchgeführt; zur Prüfung der Plausibilität Computerpro­ gramme verwendet.

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Bild links oben: Querschnitt 1 Bild rechts oben: Querschnitt 2 Bild unten: Ansicht 1

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Tunnelbau

Tram Region Bern 20

Projekt: Tram Region Bern, Tunnel Rüti, Bauvorgang Diplomand: Rolf Bieri Examinator / Experte: Ulrich Sennhauser (dipl. Bauing. ETH / SIA), Ulrich Straumann (dipl. Bauing. ETH / HTL)

Ausgangslage

Das Projekt Tram Region Bern hat in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Planungs­ und Genehmigungsstufen durchlaufen.

Die grosse Steigung vor der Endstation Rüti in Ostermundi­ gen bildet ein Schlüsselelement für die Planung. Das Aufla­ geprojekt sieht dafür einen Umfahrungstunnel (Tunnel Rüti, L = 258m) vor. Er gehört zum Teilprojekt 5 «Oberfeld – Rüti».

Für den im Auflageprojekt definierten Tunnel Rüti soll der Bauvorgang untersucht werden.

Zielsetzung

Durch eine Variantenstudie der bekannten Vortriebsarten soll die Bestvariante für den Hauptvortrieb ermittelt wer­ den. Dabei müssen die Bauvorgänge und Abhängigkeiten zu angrenzenden Arbeiten (Voreinschnitte, Tagbau, Schienen­ bau etc.) berücksichtigt werden.

Umsetzung

In einem ersten Schritt werden alle Vortriebsarten aussor­ tiert, welche für die vorgegebene Tunnellänge und die vor­

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herrschende Geologie nicht in Frage kommen. Nach dieser Analyse bleiben drei Vortriebsarten übrig: – Sprengvortrieb – Vortrieb mit Teilschnittmaschine – Baggervortrieb Jetzt werden die einzelnen Bauvorgänge bestimmt und die dazugehörigen Vortriebsleistungen kalkuliert. So ergibt sich für jede Variante ein Bauprogramm, welches die Abhängig­ keiten zu den Vor­ und Folgearbeiten erfasst. Analysiert und bewertet werden zusätzlich das Schuttersystem, das Lüf­ tungs­ und Entstaubungskonzept sowie mögliche Probleme mit Lärm und Staub. Unter Berücksichtigung aller Kompo­ nenten geht der Sprengvortrieb als Bestvariante hervor. Für diese Lösung wird ein Leistungsverzeichnis für die Bau­ stelleneinrichtungen und die Ausbruchspositionen erstellt.

Ausserdem wird ein Installationsplan gezeichnet, welcher die erforderlichen Baustelleneinrichtungen während der Vortriebs­ und Innenausbauarbeiten aufzeigt.

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Bild links: Bohrjumbo Bild rechts: Installationsplatz Oberfeld

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Verkehrsanlagen

Neue Umsteigeanlage S-Bahnstation Laupen 22

Projekt: Neue Umsteigeanlage S­Bahnstation Laupen, Lage, Organisation und Anbindung an die Kantonsstrasse Diplomand: Stephan Anderegg Examinatorin / Experte: Prof. Marion Doerfel (Dipl.­Ing. TH), Hansjörg Frey (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Beim Knoten Neuengasse / Neueneggstrasse in der Gemein­ de Laupen verursachen die Barrieren des Bahnübergangs auf der Neuengasse Rückstaus auf der Kantonsstrasse. Durch das schleppende Abbauen des Staus wird der Verkehrsab­ lauf am Knoten erschwert. So kam man auf den Gedanken, den heutigen Bahnhof um 250m zu verschieben. Damit lässt sich der Bahnübergang aufheben und das Problem der Rück­ staus beseitigen. Die Verschiebung des Bahnhofs und das neue Verkehrsregime bringen die Möglichkeit, das Städtchen Laupen aufzuwerten, das neue Bahnhofsareal verkehrstech­ nisch zu optimieren und ansprechend für die Benutzer zu gestalten.

Zielsetzung

Die Thesis befasst sich mit der Empfehlung zur neuen Um­ steigeanlage S­Bahnstadion Laupen. Die Aufgabenstellung verlangt in einem ersten Teil die Analyse des Ist­Zustands.

Anschliessend soll der ermittelte Handlungsbedarf in die

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Entwicklung des neuen Bahnhofsareals einfliessen. Des Wei­ teren soll der Lösungsvorschlag die Leistungsfähigkeit des Knotens verbessern und mehr Sicherheit für den Langsam­ verkehr bringen.

Umsetzung

Nach Analyse des Handlungsbedarfs zeigt sich, dass die Querung verbessert werden muss, insbesondere für die Radfahrer, die Fussgänger und die Behinderten. Im Vor­ dergrund stehen zwei verschiedene Ansätze: (1) Einbezug respektive (2) Ausklammerung einer schützenswerten Villa, welche am Rande des Projektperimeters steht. Die Bestvariante integriert die Villa in die Gestaltung des neuen Bahnhofsareals. Der endgültige Lösungsvorschlag verbindet den Platz gestalterisch mit dem Städtchen Laupen. Die Thesis berücksichtigt bei der Anordnung des Bahnhofsareals die Ansprüche der Verkehrsteilnehmer, Behindertenorganisationen und künftigen Nutzer.

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Bild oben: Ausschnitt Bestvariante der neuen Umsteigeanlage S-Bahnstation Laupen Bild unten: Schnitt A - A durch den neuen Bahnhofplatz

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Verkehrsanlagen

Umgestaltung der Ortsdurchfahrt Laupen 24

Projekt: Verkehrssanierung Laupen, Umgestaltung der Ortsdurchfahrt mit Variantenstudium Kernumfahrungsstrasse Diplomandin: Sophie Bickel Examinatorin / Experte: Marion Doerfel (Dipl.­Ing. TH), Hansjörg Frey (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Die Ortsdurchfahrt im Laupener «Stedtli» ist ungenügend.

Die Aufenthaltsqualität für die Menschen wird durch den motorisierten Individualverkehr beeinträchtigt. Zusammen mit einer Sanierung der Ortsdurchfahrt wird der Bahnhof in Richtung Bern verschoben. Das führt zu einer Entlastung der Situation bei der nahegelegenen Kreuzung. Ausserdem wird das Bahnhofsareal frei und bietet dadurch Möglichkei­ ten für eine Umnutzung.

Zielsetzung

Im Rahmen der Thesis ist ein Betriebs­ und Gestaltungskon­ zept für den Perimeter Neuengasse / Bärenplatz inkl. Sense­ brücke (Bösingenstrasse) zu erarbeiten. Die engen Verhält­ nisse machen eine Lösung erforderlich, die ins Ortsbild passt.

Die Umnutzung des alten Bahnhofareals kann für eine Um­ fahrung der Kernzone verwendet werden. In der Gemeinde

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Laupen wird dies kontrovers diskutiert. Es sind konzeptio­ nelle Überlegungen über die Machbarkeit einer Umfahrungs­ strasse mit ihren Vor­ und Nachteilen zu führen.

Umsetzung

Für die Umgestaltung der Ortsdurchfahrt wird vorgängig der Handlungsbedarf gemäss den kantonalen Standards bestimmt. Auch werden die lokalen Geometrien und Stra­ ssenräume umfassend analysiert. Daraus erwächst eine Lösung, die die Koexistenz der verschiedenen Verkehrsteil­ nehmer fördert. Unterstützt wird dies durch betriebliche Massnahmen wie der Herabsetzung der Geschwindigkeit auf 30 km / h. Der Strassenraum wird durch Verzahnungs­ elemente wie Fussgängerstreifen unterteilt.

Das Variantenstudium zeigt die Vor­ und Nachteile einer Umfahrungsstrasse. Es bietet eine Grundlage zur Diskussion im Mitwirkungsverfahren.

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Bild oben links: Heutige Situation in Laupen Bild oben rechts: Berner Rose für die Ermittlung des Handlungsbedarf im Perimeter Bild unten links: Übersicht Perimeter mit getroffenen Massnahmen Bild unten rechts: Detailansicht über Platzgestaltung vor Gemeindeverwaltung

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Verkehrsanlagen

Erhöhung der Verkehrssicherheit und Umgestaltung der Bushaltestellen 26

Projekt: Gemeinde Köniz, Niederscherli / Oberscherli, Erhöhung der Verkehrssicherheit Haltenstrasse und Umgestaltung Bushaltestellen Diplomand: Ismael Jutzi Examinatorin / Experte: Marion Doerfel (Dipl.­Ing. TH), Hansjörg Frey (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Die Haltenstrasse zwischen Niederscherli und Oberscherli ist eine typische ländliche Verbindungsstrasse in steilem Gelände. Sie ist kurvig und schmal und innerorts beidseitig bebaut. Für die Fussgänger und Velofahrer bestehen keine separaten Wege, die Schüler marschieren ungeschützt zur Schule. Aus diesem Grund haben die Anwohner vor kurzem eine Petition zur Verbesserung der Sicherheit an der Halten­ strasse eingereicht. Nach dem Behindertengleichstellungs­ gesetz ist ausserdem eine Umgestaltung der Bushaltestellen der Linie 621 Niederscherli­Oberbalm erforderlich.

Zielsetzung

Die Thesis erarbeitet einen Lösungsvorschlag mit betrieb­ lichen und baulichen Massnahmen, um die Verkehrssi­ cherheit auf der Haltenstrasse für alle Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Die Bestvariante muss den gegebenen Rand­ bedingungen wie der erschwerten Topografie, den engen Platzverhältnissen sowie den Auflagen des Auftraggebers Rechnung tragen.

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Umsetzung

Auf der Grundlage von Geschwindigkeitsmessungen an ver­ schiedenen Querschnitten und einer umfassenden Analyse der heutigen Situation wurde der Handlungsbedarf ermit­ telt. Dieser umfasst vorwiegend zwei Abschnitte: (1) den beidseitig bebauten Strassenabschnitt in Nieder­ scherli und (2) den Bereich Ortseingang Oberscherli. Hand­ lungsbedarf besteht auch bei den vier Bushaltestellen und beim Temporegime im Bearbeitungsperimeter. Für all diese Aufgaben werden die Wünsche aus der Petition der Anwoh­ ner überprüft und verschiedene Lösungsarianten ausge­ arbeitet. Die Bestvariante umfasst die Umgestaltung von drei Bushaltestellen, eine Temporeduktion auf 30 km / h im unübersichtlichen Abschnitt sowie bauliche Verkehrsbe­ ruhigungsmassnahmen in Form von Vertikalversätzen und seitlichen Einengungen.

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Bild oben links: Die heutige Situation zwischen Niederscherli und Oberscherli.

Bild oben rechts: Querprofil D-D der neu gestalteten Bushaltestelle.

Bild unten links: Die heutige Situation auf der Haltenstrasse mit den Schulkindern auf dem Schulweg.

Bild unten rechts: Eine der neu behindertengerecht gestalteten Bushaltestellen. Sie dient gleichzeitig als Einengung, um den Verkehr zu beruhigen.

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Verkehrsanlagen

Optimierung des Knotens Suhrental- / Muhenstrasse 28

Projekt: Knotengestaltung, Optimierung des Knotens Suhrental­ / Muhenstrasse Diplomandin: Nina Kappeler Examinatorin / Experte: Franziska Baumgartner (dipl. Ing. ETH), Cécile Dietschy (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Umsetzung

Zielsetzung

In sechs verschiedenen Varianten wird untersucht, wie sich die Problempunkte beheben lassen. Dabei zeigt sich, dass ein Kreisel und eine Lichtsignalanlage von der Leistungsfä­ higkeit her als ungenügend eingestuft werden müssen. Als Bestvariante empfiehlt sich der Bau einer Brücke über die Suhrentalstrasse. Diese Variante erfüllt die Anforderungen der genügenden Leistungsfähigkeit sowie der Verkehrssi­ cherheit.

Der leistungsschwache Knoten Suhrental­ / Muhenstrasse ist zu Spitzenzeiten stark ausgelastet. Deshalb entstehen für die abbiegenden und einmündenden Fahrzeuge lange Wartezeiten. Diese Problematik schafft Ausweichverkehr durch das Siedlungsgebiet von Oberentfelden.

Ziel der Thesis ist, den Knoten leistungsfähiger zu gestal­ ten. Dabei ist besonders zu beachten, dass die Sicherheit erhöht und die Wartezeiten verkürzt werden.

Zudem soll der Knoten in zwanzig Jahren neben der allge­ meinen Verkehrszunahme auch den möglichen Mehrverkehr aus dem angrenzenden Entwicklungsschwerpunkt Oberfeld verarbeiten können. Deshalb müssen auf dem Areal Oberfeld anhand der Baumassenziffer die Parkfelder und der anfal­ lende Mehrverkehr berechnet werden.

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Eine Ist­Analyse ermöglicht, die Konfliktstellen am vorhande­ nen Knoten zu erkennen. Um die Verkehrsmenge zu erheben, wird eine Verkehrszählung durchgeführt. Die Analyse zeigt, dass die Leistungsfähigkeit des Knotens eine sehr kritische Qualitätsstufe hat.

Diese Variante wird nun genauer projektiert und aufgezeich­ net: Die Hauptstrasse verläuft wie bis anhin auf dem beste­ henden Terrain. Die Ab­ und Einbieger auf die Suhrentalstra­ sse werden über eine Rampe hinauf zur Brücke geführt.

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Bild oben: Die Suhrentalstrasse verläuft auf dem bestehenden Terrain, der Abbieger auf die Muhenstrasse fährt rechts über eine Rampe hinauf zur Brücke.

Bild Mitte: Bestehende Situation des Knotens Suhrental- / Muhenstrasse mit der Umfahrungsstrasse Suhrentalstrasse.

Bild unten: Projektierte Situation mit den dunkelbraunen Rampen und der Brücke, die blau dargestellt ist.

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Verkehrsanlagen

Sanierung eines Unfallschwerpunkts 30

Projekt: Sanierung des Unfallschwerpunkts Knoten Muhenstrasse, Oberentfelden Diplomand: Yannick Meier Examinatorin / Expertin: Franziska Baumgartner (dipl. Ing. ETH), Cécile Dietschy (dipl. Ing. ETH)

Ausgangslage

Das Projekt liegt in der Gemeinde Oberentfelden im Kanton Aargau. Es handelt sich um einen vierarmigen Knoten, der die Gemeinden Oberentfelden und Muhen mit der Suhren­ talstrasse, einer Umfahrungsstrasse, verbindet. Parallel zur Muhenstrasse verläuft die Bahnlinie der WSB. Zurzeit ist der Knoten an der Muhenstrasse im Kanton Aarau als Unfallschwerpunkt registriert.

Zielsetzung

Ziel der Thesis ist es, den Unfallschwerpunkt zu sanieren.

Der sanierte Knoten soll auch in Zukunft eine genügende Leistungsfähigkeit aufweisen. Mittels eines Variantenstudi­ ums soll eine wirtschaftliche und sichere Lösung gefunden werden.

Umsetzung

lungsentwicklung im angrenzenden Gebiet Oberfeld und der daraus entstehende Mehrverkehr betrachtet. Mit den Erkenntnissen aus der Analyse des Verkehrsgeschehens und den in der Unfallanalyse gefundenen Mängeln der Anlage wurde in einer zweiten Phase ein Variantenstudium durchge­ führt. Aus den fünf erarbeiteten Varianten wird nach einer Sensitivitätsprüfung die Variante Lichtsignalanlage weiter­ verfolgt. Diese Variante hat eine genügende Leistungsfähig­ keit, sie erhöht die Verkehrssicherheit und ermöglicht die Abstimmung der LSA auf den vorhandenen Bahnübergang der WSB. Die Ausarbeitung des Vorprojekts umfasst neben den zu erarbeitenden Plänen auch einen Kostenvoranschlag und eine mögliche Etappierung des Bauablaufs. Bei der Kos­ tenschätzung wird eine Bausumme von 2.6 Millionen Fran­ ken angenommen. Zudem wird die LSA auf den vorhandenen Bahnübergang der WSB abgestimmt.

In einer ersten Phase wurde das heutige Verkehrs­ und Un­ fallgeschehen analysiert. Zudem wurde die mögliche Sied­

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Bild links oben: Phasenplan LSA Bild links unten: Situationsplan LSA Bild rechts: Foto der Situation

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Wasserbau

Hochwasserschutz Faulensee 32

Projekt: Hochwasserschutz Faulensee, Gemeinde Spiez, Dorfbach mit dazugehörigen Gerinnen Diplomand: Marc Däppen Examinator / Experte: Prof. Peter Schmocker (dipl. Kulturing. ETH), Jörg Amport (dipl. Bauing. HTL / FH)

Ausgangslage

Umsetzung

Zielsetzung

Diese Grundlagen dienen der Evaluierung konkreter Mass­ nahmen. Sie führen zur Projektierung einer Entlastungs­ leitung. Dabei geht es um die Festlegung, Verifizierung und Erweiterung der Linienführung und die Durchführung hydraulischer Berechnungen. Auf dieser Grundlage lassen sich die Leitung und ein Trennbauwerk dimensionieren und in verschiedenen Plänen darstellen.

Im Ereigniskataster der Gemeinde Spiez sind drei Überflu­ tungsereignisse dokumentiert, welche in den letzten drei­ ssig Jahren zu Schäden an Gebäuden führten. Jedes mal trat der Dorfbach mehrmals über die Ufer, weil die bestehende Eindolung ein Kapazitätsdefizit aufweist. Laut Martin Wells, Bauverwalter der Gemeinde Spiez, müssen in den nächsten zwei bis drei Jahren Massnahmen getroffen werden, um solche Schäden künftig zu verhindern.

Die Thesis soll den Entwurf eines Hochwasser­Schutzkon­ zepts für den Dorfbach Faulensee formulieren. Durch die Rekonstruktion der Hochwasserereignisse der Jahre 1995, 2005 und 2006 und einen Vergleich mit dem IST­Zustand sollen die Problemstellen erkannt und definiert werden.

Nachfolgend wird ein konkreter Massnahmenvorschlag mit Kostenvoranschlag auf Stufe Vorprojekt verlangt.

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In einer vorangehenden Projektarbeit sind bereits verschie­ dene Grundlagen zusammengestellt worden. Während der Thesis werden zusätzliche Grundlagen erarbeitet. Für die Rekonstruktion der Schadenereignisse sind zahlreiche retrospektive Befragungen nötig.

Die Kosten werden ausgewiesen und ein Hochwasser­Schutz­ konzept erstellt. Der Einfluss des vorliegenden Projekts auf die Gefahrenkarte wird ausgewiesen.

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Bild links: Grundlagenbeschaffung – historische Veränderung des Gerinneverlaufes im Einzugsgebiet Bild rechts: Normalprofil 1 der Entlastungsleitung

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Wasserbau

Hochwasserschutz Affoltern 34

Projekt: Hochwasserschutz Affoltern i.E., Loch­, Oeschweid­ und Halteweidbächli Diplomand: Marco Kindler Examinator / Experte: Prof. Peter Schmocker (dipl. Kulturing. ETH), Jörg Amport (dipl. Bauing. HTL / FH)

Ausgangslage

Halteweid­, Loch­ und Oeschweidbächli führten in der Ver­ gangenheit immer wieder zu Problemen bei Starknieder­ schlägen. Grund: Die Fliessgewässer werden im Oberlauf offen geführt, aber vor dem Siedlungsgebiet eingedolt.

So queren sie das Siedlungsgebiet, die Kantonsstrasse, die Bahnlinie und münden schliesslich in den Rotbach.

Die vorhandenen Leitungsquerschnitte sind indes für den Hochwasserabfluss ungenügend. Kleinere Ereignisse füh­ ren bereits zu Rückstau, Überflutung und Übersarung.

Umsetzung

Zu Beginn der Arbeit werden alle erforderlichen Grundlagen erhoben. Sie erlauben, den IST­Zustand und die Schutzdefi­ zite zu ermitteln. Vor der eigentlichen Massnahmenplanung müssen die Schutzziele gemäss Risikostrategie des Kantons Bern definiert werden. Das vertiefte Variantenstudium führt zur Empfehlung der Bestvariante für die weitere Bearbeitung.

Zielsetzung

Für das Halteweid­, Loch­ und Oeschweidbächli soll eine Machbarkeitsstudie mit Varianten erarbeitet werden. Ziel ist die Ermittlung der Bestvariante für jedes Gewässer unter Berücksichtigung aller relevanten gesetzlichen, technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Kriterien. Die Studiener­ gebnisse sollen als Entscheidungsgrundlage für das weitere Vorgehen dienen.

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Bild links: Hochwasserereignis 2003 Bild oben: Modell R端ckhaltebecken Bild unten: Normalprofil Offenlegung

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Wasserbau

Hochwasserschutz und Fischaufstieg 36

Projekt: Zollbrück: Hochwasserschutz und Fischaufstieg unterer Frittenbach Diplomandin: Nathalie Märki Examinator / Experte: Prof. Peter Schmocker (dipl. Kulturing. ETH), Jörg Amport (dipl. Bauing. HTL / FH)

Ausgangslage

Die Überschwemmung vom Sommer 2012 in Zollbrück (BE) hat gezeigt, dass der Hochwasserschutz im unteren Fritten­ bach besser gewährleistet werden muss. Der Bach wird heu­ te in einer zu knapp bemessenen Betonhalbschale geführt.

Sie weist eine hohe Schwelle und eine glatte Sohle auf und verhindert dadurch die Fischwanderung. Bachforellen schaf­ fen den Aufstieg im unteren Frittenbach nicht.

Zielsetzung

In der Thesisarbeit werden verschiedene Varianten erarbei­ tet, welche die Defizite im unteren Frittenbachs verbessern.

Sie ermöglichen namentlich: – Hochwasserschutz für ein hundertjährliches Hochwasser (HQ100) – Fischgängigkeit – ökologische Aufwertung

Umsetzung

Untersucht und bewertet wurden drei Varianten.

Variante 1: Zur Vergrösserung der Gesamtabflusskapazität

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wird die Betonhalbschale abgebrochen, die Sohle abge­ senkt und ein breites Bachprofil erstellt. Die Sohle wird als natürliches Gerinne mittels Blöcken, Steinen und Kiessand geplant. Somit sind die Fischgängigkeit und die Infiltration zum Grundwasser gewährleistet. Bewertung: 5.25 Variante 2: Oberhalb des Projektperimeters wird ein Rück­ haltebecken errichtet, um durch einen gedrosselten Abfluss Zollbrück vor Hochwasser zu schützen. Die Betonhalbschale wird teilweise abgebrochen; es wird ein natürliches Ge­ rinne erstellt. Die Fischgängigkeit und die Infiltration zum Grundwasser werden erfüllt. Bewertung: 5.65 Variante 3: Damit der Schutz in Zollbrück vor einem HQ100 gewährleistet wird, werden bei Durchlässen parallel verlau­ fende Bypässe geplant. Die bestehenden Durchlässe gelten als Hochwasserentlastung. Die Bypässe ermöglichen dank natürlicher Sohle die Fischgängigkeit und die Infiltration zum Grundwasser. Bewertung: 5.00 Auf Basis einer detaillierten Bewertung wird Variante 2 für die weitere Stufe, das Vorprojekt, empfohlen.

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Impressum Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau Bachelor of Science in Bauingenieurwesen Gestaltung: Keim Identity GmbH Redaktion: Irene Krause Lektorat: Michel Schaer Druck: Ediprim AG, Biel Ausgabe: Juni 2014

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