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Fritz-Höger-Preis 2014 für Backstein-Architektur Mauerwerk 1/2014 54 Wettbewerbe

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Firmen und Verbände: Mauerwerk 1/2014 Mauerwerk 1/2014 54-56 Firmen und Verbände

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Plusenergiehaussiedlung überzeugt mit energieeffizientem Konzept
Klimaschutzziele bezahlbar halten - Porenbetonindustrie gerüstet

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Termine: Mauerwerk 1/2014 Mauerwerk 1/2014 56 Termine

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Inhalt: Stahlbau 1/2014 Stahlbau 1/2014 Inhalt

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Jahresinhaltsverzeichnis 2013 Stahlbau 1/2014 0 Jahresinhaltsverzeichnis

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Papp, Ferenc; Rubert, Achim; Szalai, József DIN EN 1993-1-1-konforme integrierte Stabilitätsanalysen für 2D/3D-Stahlkonstruktionen (Teil 1) Stahlbau 1/2014 1-15 Fachthemen

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Dieser Aufsatz beschreibt - als erster einer Serie von drei Teilen - im Wesentlichen die Details der so genannten “Allgemeinen Methode” von DIN EN 1993-1-1/Abschnitt 6.3.4. Diese softwarebasierte Methode für beliebige 2D- und 3D-Stahlstrukturen benutzt ein integriertes Nachweiskonzept der Stabilitätsanalyse und -nachweise. Sie wird mit der klassischen Ersatzstabmethode für Stabilitätsnachweise einfacher Stabmodelle verglichen, bei der im Allgemeinen unterschiedliche Berechnungsmodelle (wie auch gegebenenfalls entsprechende Software) zur Schnittgrößenberechnung in der Ebene und den Stabilitätsnachweisen verwendet werden. Für die numerische Analyse - das ist ein entscheidender Kernpunkt der Methode - wird die auf der Basis von EC 3 entwickelte Software ConSteel eingesetzt, die ein leistungsfähiges 3D finites Balken-Stützenelement mit zwei Knoten und jeweils sieben Verformungsfreiheitsgraden verwendet, dessen Qualität mit relevanten Benchmark-Tests nachgewiesen wird. Nach der soeben erst publizierten Methodik der Klassifikation von Software zur Anwendung der Theorie 2. Ordnung ist ConSteel in die höchste Kategorie 5 (TH. II.O.-3WS) einzuordnen. Die “Allgemeine Methode” führt zu einer robusten und vor allem verständlichen computerunterstützten Nachweismethodik gegen globales Stabilitätsversagen.

DIN EN 1993-1-1 based integrated stability analysis of 2D/3D steel structures (Part 1).
This paper - as the first one of a series of three parts - presents the details and use of the “General method” of DIN EN 1993-1-1/clause 6.3.4. This method is a model based design procedure for steel structures using integrated stability analysis and standard check. The method is compared to the classical method where different calculation models as well as suitable software are used for the stress analysis and for the stability analysis and check. Also the alternative method of 3D calculations with the theory 2nd order using equivalent initial deformations, which are derived from the eigenform analysis, is presented.
For the numerical analysis (as it is the crucial point of the method) the 14 DOF beam-column finite element of ConSteel is described and its quality is shown by relevant benchmarks. According to the recently published methodology for the classification of 2nd order theory software ConSteel belongs to the highest category 5 (TH.II.O.-3WS). Finally it is shown that the “General method” leads to an easy to use, robust and understandable computer aided design methodology against loss of global stability.

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Anwendungen und Ausführungen des Alleskönners Rost Stahlbau 1/2014 15 Aktuell

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Mensinger, Martin; Möller, Heidrun Einfluss von Querkraftanschlüssen auf das Biegedrillknicken von Einfeldträgern - Teil 1: Wissenschaftlicher Hintergrund Stahlbau 1/2014 16-25 Fachthemen

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Querkraftanschlüsse stellen eine häufig verwendete oberkantenbündige Verbindungsmöglichkeit eines Nebenträgers an einen Hauptträger dar. Hierbei zeichnen sich insbesondere lange Fahnenblechanschlüsse durch ihre Vorteile in der Montage aus. Ausgeklinkte Träger mit Doppelwinkel- oder Fahnenblechanschlüssen müssen aufgrund der Ausklinkung des Nebenträgers umständlich zwischen die Hauptträger eingeschwenkt werden, stellen aber nichts desto trotz eine gerne verwendete Anschlussform mit großer Tradition dar. Allen Varianten gemein ist die Tatsache, dass sie kein Gabellager bilden sondern ein torsionsweiches Auflager. Damit sind die üblichen Berechnungsmöglichkeiten zur Ermittlung des idealen Biegedrillknickmomentes Mcr nicht anwendbar. Um für Träger mit diesen Anschlüssen Mcr ermitteln zu können und damit die Grundlage für einen normkonformen Nachweis zu legen, bedurfte es einiger eingehender Untersuchungen. Im Rahmen des AiF-Forschungsvorhabens 16872 N wurden diese Untersuchungen am Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München durchgeführt. Der nachfolgende erste Teil des Beitrags beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Hintergründen.

Influence of hinged connections on the lateral-torsional buckling of single-span beams - Part 1: Scientific background.
Hinged connections are an often used type of connection between secondary and primary beam with flushed upper flanges. A very economic type of connection in terms of manufacturing and erection are long fin-plates. Unfortunately they are no fork bearing, therefore the usual formula for the elastic critical moment Mcr for beams cannot be used. To design a beam according to DIN EN 1993-1-1 it is necessary to know the actual stiffness of such connections to be able to consider it in the calculation of Mcr. This is also the case for other typical hinged connections like notched beams with either fin-plate or double angle connection. This problem of otherwise very economic connections is the reason for taking a closer look at their influence on the lateral-torsional buckling in the research project AiF-No. 16872 N at the Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München (Chair of Metal Structures at the TU München). The following first part of the paper deals with the scientific background.

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Dauerhafte Waldnaab-Überquerung - Fußgängerbrücke wurde durch ein Duplex-System geschützt Stahlbau 1/2014 25 Aktuell

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Unterweger, Harald; Kettler, Markus Momententragfähigkeit schlanker Biegeträger - Einfluss des flanschinduzierten Stegblechbeulens Stahlbau 1/2014 26-34 Fachthemen

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Bei biegebeanspruchten Trägern mit sehr schlanken Stegen besteht die Gefahr des so genannten flanschinduzierten Stegblechbeulens - bzw. Gurtknickens - infolge der zusätzlich auftretenden Druckspannungen σz im Steg aus der Abtriebswirkung der beiden Gurte. Aktuell wird im Eurocode ein Grenzwert der Stegschlankheit hw/tw ausgewiesen, der diese Versagensform verhindern soll, demgegenüber schlankere Stege sind nicht erlaubt. Bei geringerer Stegschlankheit ist beim Beulnachweis des Steges keinerlei Interaktion mit der Abtriebswirkung der Gurte vorgesehen.
Nachfolgend wird, nach einer kurzen Darstellung des Hintergrundes zum Grenzwert der Stegschlankheit, systematisch auf die Momententragfähigkeit von Biegeträgern mit I-Querschnitt, in Abhängigkeit der Stegschlankheit hw/tw - auch bei Überschreitung des Grenzwertes, eingegangen. Die numerisch ermittelten Momententragfähigkeiten werden mit jener der beiden Bemessungsmodelle des Eurocodes - Methode des effektiven Querschnitts und Methode der reduzierten Spannungen - verglichen.

Moment capacity of slender plate girders - Effect of flange induced buckling.
For plate girders in bending with very slender webs the curvature due to bending along with the axial forces of the flanges generate transverse compression forces in the web, that are likely to produce web buckling. The current version of Eurocode gives a limit value for the web slenderness ratio hw/tw in order to avoid this phenomenon of flange induced buckling. Higher slenderness ratios are not within the scope of the code. For smaller slenderness ratios no interaction between buckling due to axial forces and transversal forces is considered.
Subsequently, after a short introduction on the limit slenderness ratio, the moment capacity of I shaped girders is systematically analysed as a function of the web slenderness ratio hw/tw - even for ratios higher than the limit value. The numerically determined moment capacities are then compared with the design criteria of Eurocode (i. e. effective widths method and reduced stress method).

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Adamakos, Kostas; Vayas, Ioannis Tragverhalten von Palettenregalsystemen unter Erdbebenbeanspruchung Stahlbau 1/2014 35-46 Fachthemen

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Palettenregalsysteme weisen unterschiedliche Merkmale bezüglich der verwendeten Profile und ihrer Verbindungen auf, wodurch sie sich von üblichen Stahlbauten unterscheiden. Sie gehören nicht zu Gebäuden, so dass ihr Erdbebennachweis nicht nach den Bestimmungen für Hochbauten ausgeführt werden kann. In diesem Beitrag wird durch Anwendung nichtlinearer statischer Berechnungsverfahren das Verhalten solcher Systeme unter Erdbebenbeanspruchung untersucht. Dabei wird das nichtlineare Tragverhalten systemspezifischer Tragwerkskomponenten mit experimentellen und rechnerischen Untersuchungen bestimmt. So lassen sich Verhaltensfaktoren (q-Faktoren) individuell für jedes Palettenregalsystem bestimmen. Ferner lässt sich ermitteln, wie ein System auf das Bemessungserdbeben reagiert bzw. inwieweit die angenommenen inelastischen Reserven ausgenutzt wurden, wie in neun Anwendungsbeispielen gezeigt wird.

Seismic performance of steel pallet racking systems.
Pallet racking systems have peculiar characteristics in respect to the member’s profiles and their joints and differ from the usual steel structures. They are not buildings so that their seismic design cannot be performed according to the relevant rules for buildings. This paper presents the seismic performance of pallet racks by means of non-linear static (pushover) analyses. The non-linear behavior of system specific components is determined by means of experimental and numerical investigations. This allows the determination of behavior factors (q-factors) for each individual system separately. In addition the performance of a specific system to the design earthquake may be determined as wellas how far the inelastic reserves have been exploited. The application of the method is shown by nine case studies.

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Vayas, Ioannis; Spiliopoulos, Andreas; Dasiou, Maria-Eleni; Dougka, Georgia; Dimakogianni, Danai Instandsetzung von Bauten des Kraftwerks Meliti, Griechenland, nach einem Brand Stahlbau 1/2014 47-56 Fachthemen

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Das Kraftwerk Meliti in Nordgriechenland ist ein Braunkohlekraftwerk mit einer Bruttoleistung von 330 MW und wird von der Public Power Corporation (PCC) betrieben. Am 25. Juli 2014 brach ein Feuer an einer Förderbandanlage aus, die den Brennstoff zum Bunkerschwerbau fördert. Es entstanden Schäden in der 240 m langen stählernen Förderbandbrücke sowie in dem angrenzenden Betonbunkerschwerbau. Die Förderbandbrücke wurde durch Auswechselung der beschädigten Stäbe und Verbindungsmittel ohne Einsatz von Lehrgerüsten zur temporären Abstützung instandgesetzt. Am Bunkerschwerbau entstanden lokale Schäden, die mit Hilfe von CFK-Lamellen und -Gewebe behoben werden konnten. Nach zwei Monaten Instandsetzung wurde die Kraftwerksanlage wieder in Betrieb genommen.

Structural rehabilitation of the power plant Meliti, Greece after fire.
The power plant Meliti in Northern Greece is a 300 MW power station that uses lignite as fuel. On the 25th of July 2014 a fire broke out in the conveyor belt that transports the coal to the bunker. The fire resulted in damages in the 240 m long steel conveyor bridge and the concrete bunker structure. The conveyor bridge was repaired without scaffolding temporary supports by exchanging the damaged parts and the connection media with new. The bunker was subjected to local damages that were rehabilitated by application of FRP sheets and FRP wraps. The plant was in operation in two months after it was fully rehabilitated.

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Schulitz, Marc; Güsgen, Joachim; Kaußen, Jan Eis- und Schwimmstadion Lentpark in Köln Stahlbau 1/2014 57-64 Berichte

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IOC/IAKS Awards 2014: Preisgekrönte Sport- und Freizeitanlagen Stahlbau 1/2014 60-61 Aktuell

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Salomon, Rainer Einsatz der Schweißsimulation zur systematischen Entwicklung verbesserter Modelle für die Berechnung der Tragfähigkeit komplexer Stahlleichtbaustrukturen (P 785) Stahlbau 1/2014 61-62 Aus der Forschung

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Rogge, Andreas Materialprüfung im Bauwesen. Von F. Schmidt-Döhl Stahlbau 1/2014 62 Rezensionen

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Recht: Stahlbau 1/2014 Stahlbau 1/2014 62-63 Recht

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Mangelhafte Stromversorgung der Baupumpenanlage
Computerschaden durch Bauarbeiten
Haftung für Schneelast auf dem Dach

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Termine: Stahlbau 1/2014 Stahlbau 1/2014 63-64 Termine

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zu Chladný, E., Stujberová, M.: Frames with unique global and local imperfection in the shape of the elastic buckling mode. Part 1. Stahlbau 82 (2013), H. 8, S. 609-617, Part 2. Stahlbau 83 (2013), H. 9, S. 684-694. Stahlbau 1/2014 64 Berichtigungen

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Comments
a) Comment to Table 1 in Stahlbau 2013/8Formulae in Table 1 may be used for ­following purposes:1. Determination of the position for the critical cross-section m2. Calculation of init,m(x), init,m,m and MIIhinit,m(x)3. Elastic verification of the buckling ­resistance 4. Plastic verification of the buckling ­resistanceaa) For the elastic verification of the buckling resistance:Use all the formulae with elastic cross-section characteristics for purposes 1, 2, 3.ab) For the plastic verification of the buckling resistance:For purposes 1and 2 use all the ­formulae with elastic cross-section characteristicsFor purpose 4 use the formula (15) with MRd(x) = Mpl,Rd(x)b) Comment to Table 4 and Table 6Due to the error in 5.1.1.2 b) and c) shown in the table above the values of NIIhint and of MIIhint in the table 4 are 1,133-times greater than the correct ones. But the difference in utilisation for frame columns shown in the column [5.2.2(3) b + 5.3.2(11)] in the table 6 is due to small contribution of imperfections effect negligible and conclusions in 6 are not INFluenced by this.Wir bitten um Entschuldigung und ­Beachtung. Die Redaktion

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Content: Steel Construction 1/2014 Steel Construction 1/2014 Content

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Stadler, Martin; Mensinger, Martin Simplified finite element analyses for fire design of slabs including membrane action Steel Construction 1/2014 1-7 Articles

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Simplifications to finite element models are the subject of this article. These simplifications form part of a new method for the fire design of concrete and composite slab systems with partly unprotected secondary steel beams, taking into account tensile membrane action. Internal forces can be determined with the simplified model and cross-section design procedures can be applied to calculate the required reinforcement amount equivalent to ambient temperature. The FE model is simplified by replacing the thermal analysis with a substitute thermal loading. Non-linear material behaviour is taken into account via a reduced model stiffness, which allows an efficient linear elastic calculation. The new method presented therefore enables the simple and efficient design of slab systems for fire.

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Heinisuo, Markku; Perttola, Henri; Ronni, Hilkka A step towards the 3D component method for modelling beam-to-column joints Steel Construction 1/2014 8-13 Articles

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This paper deals with the component method for the structural design of steel joints in the 3D modelling of loads. The essential features of the method are presented in terms of the local and global analysis model. There is a discussion about the location of the local joint model, the definition of generalized joint displacements and the generic nature of the method. The proposed method is verified for a beam-to-column joint. Verification is carried out by a detailed 3D non-linear finite element analysis of a single joint. Other results in the literature are discussed briefly. One of the new components used in 3D modelling is introduced here. The proposed 3D component method seems to work rather well for moment resistances of joints in both ambient and fire conditions. Initial rotational stiffness needs to be studied more. Validation of the 3D component method is continuing with experiments on the end plate splice joints of rectangular tubular structures.

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Misiek, Thomas; Käpplein, Saskia Strength and stiffness of shear-loaded fastenings for metal members and sheeting using fastening screws and rivets Steel Construction 1/2014 14-23 Articles

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The paper deals with the strength and stiffness of fastenings with fastening screws or rivets in thin-walled sheeting and sections. After a brief review of the design equations given in some codes, an additional proposal is given. A further review covers the stiffness equations from both codes and research papers, and concludes with a recommendation for applications.

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Helbig, Thorsten; Scheible, Florian; Kamp, Florian; Schieber, Roman Engineering in a computational design environment - New Terminal 3 at Shenzhen Bao'an International Airport, China Steel Construction 1/2014 24-31 Reports

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Shenzhen Airport’s Terminal 3 is one of the largest buildings in the world designed with parametrically controlled digital tools. These tools enabled the teams from Fuksas and Knippers Helbig to develop the free-form, perforated, double-skin building envelope into which a space truss structure is integrated. The inherent optimization potential of the iterative process not only facilitated the geometrical definition of a large number of unique, non-repetitive components, but also resulted in a successive performance improvement for the integrated structural system.
In a close collaboration with the architects, specific solutions were developed to provide sufficient structural integrity for the space structure, which is clad by the façade layers. These design interventions enable the mega-structure to withstand all impacting loads, such as high winds and seismic loads, without disrupting the transparency of the architects’ intended honeycomb-shaped perforations.
The design process of the new Terminal 3 clearly demonstrates how parametrically controlled design tools can offer the means to design new structures and envelopes that go beyond existing typologies.

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Bedair, Osama Modern steel design and construction in Canada's oil sands industry Steel Construction 1/2014 32-40 Reports

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The continuous improvements in Canada’s oil sands industrial performance have generated engineering challenges that are rarely encountered in conventional oil and gas projects. Significant developments in steel construction procedures have evolved over the past few years to cope with these challenges. New design guidelines have been developed to modernize structural steel design and construction procedures. These procedures have been successfully implemented in oil sands projects that worth billions of dollars. The author was involved in the design developments for these projects and would like to share with readers the difficulties and solutions used to cope with structural challenges that are not addressed by North American or European codes of practice.

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