Geschichte der Baustatik

Karl-Eugen Kurrer, geboren am 10.8.1952 in Heilbronn. Nach Realschule und Maurerlehre Studium des Allgemeinen Ingenieurbaus an der Staatsbauschule Stuttgart (heute Hochschule für Technik). Anschließend Bauingenieur im Ingenieurholzbau. Studium des Bauingenieurwesens und der Physikalischen Ingenieurwissenschaften an der TU Berlin; 1982 Diplomarbeit über die Entwicklungsgeschichte der Gewölbetheorie. Danach Promotion an der TU Berlin mit der Dissertation "Zur inneren Kinematik und Kinetik von Rohrschwingmühlen" (1986) und daselbst Fortsetzung der Forschungen zur rationellen Energieverwendung in der Industrie. Entwicklungsingenieur für Antennensysteme bei Telefunken Sendertechnik GmbH in Berlin (1989-1995). Ab Mitte der 1980er-Jahre Entwicklung des wissenschaftshistorisch akzentuierten Ansatzes der Bautechnikgeschichte für die Baustatik, der später zum Konzept einer Historischen Technikwissenschaft verallgemeinert wurde. Von 1993 bis 2010 Mitarbeit an dem von Edoardo Benvenuto (Genua) und Patricia Radelet-de Grave (Louvain-la-Neuve) begründeten Netzwerk "Between Mechanics and Architecture". Seit 1996 Leiter des VDI-Arbeitskreises "Technikgeschichte" in Berlin und Begründer einer Vortragsreihe am Deutschen Technikmuseum Berlin. Chefredakteur "Stahlbau" (seit 1996) und "Steel Construction - Design and Research" (seit 2008) bei Ernst & Sohn. Chairperson des International Scientific Committee des IIIrd International Congress on Construction History (2009) an der BTU Cottbus. Gründungsmitglied der deutschsprachigen Gesellschaft für Bautechnikgeschichte (2013). Über 150 Zeitschriftenaufsätze und Buchbeiträge sowie mehrere Monographien, z. B. "Geschichte der Baustatik", 1. Aufl. 2002 und "The History of the Theory of Structures. From Arch Analysis to Computational Mechanics", 2008.

Zum Geleit (Professor Ekkehard Ramm)
Vorwort zur 2. Auflage
Vorwort zur 1. Auflage
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 Stahlbetonbau revolutioniert das Bauwesen
10.3 Baustatik und Stahlbetonbau
10.3.1 Neuartige Tragwerke des Stahlbetonbaus
10.3.1.3 Die erste Synthese
10.3.2 Statisch-konstruktive Selbstfindung des Stahlbetonbaus
10.3.2.1 Scheiben und Faltwerke
10.3.2.2 Stahlbetonschalen
10.3.2.3 Die zweite Synthese
10.3.2.4 Von der Kraft des Kalküls
10.4 Der Spannbetonbau: Une révolution dans les techniques du béton (Freyssinet)
10.4.1 Leonhardts Spannbeton für die Praxis
10.4.2 Die erste Norm im Spannbetonbau
10.4.3 Die Spannbetonvorschriften in der DDR
10.4.4 Der unaufhaltsame Aufstieg des Spannbetonbaus im Spiegel der Zeitschrift Beton- und Stahlbetonbau
10.5 Es ist vollbracht: Paradigmenwechsel in der Bemessung von Stahlbetonbauteilen auch in der Bundesrepublik Deutschland
10.6 Sichtbarmachung des Unsichtbaren: Bemessen und Konstruieren im Stahlbetonbau mit Stabwerkmodellen
11 Die Konsolidierungsperiode der Baustatik
11.1 Das Verhältnis von Text, Bild und Symbol in der Baustatik
11.2 Zur Entwicklung des Deformationsverfahrens
11.3 Die Rationalisierungsbewegung in der Baustatik
11.4 Konrad Zuse und die Automatisierung des statischen Rechnens
11.4.1 Schematisierung des statisch unbestimmten Rechnens
11.4.2 Die Rechenmaschine des Ingenieurs
11.5 Der Matrizenkalkül
11.5.1 Der Matrizenkalkül in der Mathematik und theoretischen Physik
11.5.2 Tensor- und Matrizenalgebra in den technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplinen
11.5.3 Zur Integration des Matrizenkalküls in die Ingenieurmathematik
11.5.4 Ein baustatisches Matrizenverfahren: Das Übertragungsverfahren
12 Herausbildung und Etablierung der Computerstatik
12.1 The Computer shapes the theory (Argyris): Die historischen Wurzeln der Finite-Elemente-Methode und die Entwicklung der Computational Mechanics
12.1.1 Stabwerkmodelle für elastische Kontinua
12.1.2 Modularisieren und Elementieren von Flugzeugstrukturen
12.2 Die matrizenalgebraische Reformulierung der Strukturmechanik
12.2.1 Die Grundlegung der modernen Strukturmechanik
12.2.2 Frühe Schritte des elektronischen Rechnens in der Baustatik
12.3 Die Entstehung der FEM
12.3.1 Zur klassischen Veröffentlichung einer nichtklassischen Methode
12.3.2 Von der heuristischen Potenz der FEM: Die direkte Steifigkeitsmethode
12.4 Die Grundlegung der FEM durch Variationsprinzipien
12.4.1 Das Variationsprinzip von Dirichlet und Green
12.4.2 Die erste Stufe der Synthese: Das kanonische Variationsprinzip von Hellinger und Prange
12.4.3 Die zweite Stufe der Synthese: Das Variationsprinzip von Fraeijs de Veubeke, Hu und Washizu
12.4.4 Variationsformulierung der FEM
12.4.5 Ein Symmetriebruch
12.5 Computational Mechanics
13 Dreizehn wissenschaftliche Kontroversen in der Mechanik und Baustatik
13.1 Die wissenschaftliche Kontroverse
13.2 Dreizehn Streitfälle
13.2.1 Galileis "Dialogo"
13.2.2 Galileis "Discorsi"
13.2.3 Der philosophische Streit um das wahre Kraftmaß
13.2.4 Der Streit um das Prinzip der kleinsten Aktion
13.2.5 Die Peterskuppel im Streit der Theoretiker und Praktiker
13.2.6 Diskontinuum oder Kontinuum?
13.2.7 Graphische Statik vs. Graphostatik - oder: Die Verteidigung der reinen Lehre
13.2.8 Eine Feindschaft macht zwei Schulen: Mohr gegen Müller-Breslau
13.2.9 Der Stellungskrieg
13.2.10 Bis dass der Tod euch scheidet: Fillunger gegen Terzaghi
13.2.11 "Im Prinzip ja..." - Der Streit um die Prinzipien
13.2.12 Elastisch oder plastisch - das ist hier die Frage
13.2.13 Vom Bestand des Klassischen in der Erddrucktheorie
13.3 Resümee
14 Perspektiven der Historischen Baustatik
14.1 Baustatik und Ästhetik
14.1.1 Das Schisma der Baukunst
14.1.2 Schönheit und Nutzen in der Baukunst - eine Utopie?
14.1.3 Alfred Gotthold Meyers Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik
14.1.4 Das Ästhetische in der Dialektik von Bauen und Rechnen
14.2 Plädoyer für eine historisch-genetische Statiklehre
14.1.1 Das Schisma der Baukunst
14.1.2 Schönheit und Nutzen in der Baukunst - eine Utopie?
14.1.3 Alfred Gotthold Meyers Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik
14.1.4 Das Ästhetische in der Dialektik von Bauen und Rechnen
14.2 Historische Technikwissenschaft ? Historische Baustatik
14.2.1 Saint-Venants Historische Gewölbetheorie
14.2.2 Historische Gewölbetheorie
14.2.3 Historisch-genetische Statiklehre
14.2.3.1 Historisch-logische Längsschnittanalyse
14.2.3.2 Historisch-logische Querschnittanalyse
14.2.3.3 Historisch-logischer Vergleich
14.2.3.4 Inhalte, Ziele, Mittel und Charakteristik der historisch-genetischen Statiklehre
14.2.4 Computergestützte Graphostatik
15 Kurzbiografien von 243 Protagonisten der Baustatik
Bibliographie
Personenregister
Sachregister

Über die 1. Aufl. 2002
Karl-Eugen Kurrer zieht einen Vorhang nach dem anderen auf, er läßt uns diesen "Entwicklungsroman" wie auf einer Bühne im Zeitraffer erleben. (...) die Darstellung der Zusammenhänge und der Entwicklungsstränge (...), vor allem aber der Beteiligten mit der Einbindung in ihre Zeit und den daraus entstehenden Antrieben, machen das Buch zu einer Fundgrube und zu einem Lesebuch gleichermaßen. (...) Kurrer betritt Neuland. (...) er hat dies ohne Forschungsauftrag getan, aus eigenen Mitteln: eine herauszuhebende Leistung in einer Zeit, die den "Privatgelehrten" kaum noch kennt und anerkennt.
Dr.-Ing. Klaus Stiglat, Karlsruhe

Über die 1. Auflage, 2002
Karl-Eugen Kurrers Buch zur Geschichte der Baustatik ist der für den deutschen Sprachraum längst überfällige Versuch, vor allem die moderne Geschichte dieser Disziplin aufzuarbeiten. Kurrer unterzieht sich mit seiner Arbeit der Mühe, institutionelle Entwicklungen, Zeitschriftengeschichte, Fortschritte der Technik wie auch biographische Details in die Geschichte der Theorieentwicklung sehr stark einzubeziehen und damit - unwillkürlich fokussiert auf die deutsche Entwicklung - eine moderne Statikgeschichte systematisch überhaupt erst bearbeitbar zu machen.
Das Anliegen des Buchs wird im Geleitwort von Ekkehard Ramm kurz vorgestellt: Die Vorliebe Kurrers für eine eher systematische als chronologische Gliederung wird treffend hervorgehoben. Das erste der zehn Kapitel des Buches zur Historiographie der Baustatik hat den Charakter einer kurzen Einleitung und führt den Begriff der "Disziplinbildung" ein. Für den Leser mit Kenntnissen des Fachgebietes bietet die Geschichte der Statik ein Kompendium zum Blättern und Nachschlagen, für den interessierten Laien einen Einstieg in die Problemvielfalt dieser Disziplin vor allem an der Wende vom 19. und 20. Jahrhundert.
Prof. Dr. Andreas Kahlow, Fachhochschule Potsdam

1st English Ed. 2008
Dr.-Ing. Kurrer is an established scholar who is also editor-in-chief of the influential structural engineering journal Stahlbau. This major book covers the history of structural analysis from 1575 to the present, although, as Dr Kurrer shows, structural analysis proper only starts in about 1825 (...).
Stress analysis - the study of local conditions in a structure - is something different from the study of overall structural behaviour. The history of this subject seems to have been studied in its own right only for about half a century - Straub's history of civil engineering (German edition 1949; in English, 1952) goes back for the first time to the ancient world of Greece and Rome, before proceeding through Romanesque and Gothic to the construction of Renaissance bridges and domes, and so to the developments in structural engineering of the last two or three centuries. The same ground is partly covered by the great theoretical engineer Timoshenko; his 1953 History uses the words "strength of materials" in its title, but deals also with the development of tools of structural analysis. The latest of these comprehensive accounts of the history of structural mechanics may be found in the second of Benvenuto's two volumes of 1991, which deals with vaulted structures and elastic systems. Thus the history of stress analysis, embracing elasticity and strength of materials, is reasonably well developed; by contrast, the history of the science of structures has undiscovered material of very great interest. It is this rich field that Dr Kurrer explores.(...) Much of the early development of analytical method for hyperstatic structures took place in nineteenth century Germany, and these advances are given extensive discussion; Maxwell and Castigliano are not ignored. Nor is the British work on plasticity, and John Baker is placed with Telford and Rankine as among the greatest British structural engineers.
Each chapter is prefaced by a dozen lines of almost personal reflection on the author's involvement with the subject under discussion. Equally attractive are the forty pages of short biographies of over one hundred engineers who made major contributions to advances in structural theory and practice; most of these are illustrated by portraits. The illustrations throughout are fine, and there is an extensive bibliography.
Jacques Heyman, University of Cambridge/UK