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Auftaktveranstaltung zur Leichtbaustrategie in Baden-Württemberg Stahlbau 2/2014 95 Aktuell

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Saul, Reiner; Nützel, Oswald Neuartige Sanierung der Tragkabel einer Hängebrücke in Norwegen Stahlbau 2/2014 96-100 Fachthemen

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Als Alternative zum herkömmlichen Beschichten von vollverschlossenen Brückenseilen wurde in den letzten Jahren das automatische Umwickeln mit Butylkautschukbändern entwickelt [1]. Dieses Verfahren hat vor allem den Vorteil, dass an die Untergrundvorbereitung weniger strenge Anforderungen gestellt werden müssen als beim Beschichten und der Verkehr weitgehend ungestört bleibt. Bisher wurden hiermit die Einzelseile von drei deutschen Schrägseilbrücken geschützt.
Erstmals wurde das Verfahren jetzt auch zur Sanierung der Tragkabel einer Hängebrücke in Norwegen angewendet. Dabei mussten Lösungen für die spezifischen Gegebenheiten von Hängebrücken - in engem Abstand verlaufende Seile der Tragkabel sowie Anschluss der Hänger und Kabelsattellager - gefunden werden. Als wesentlicher Vorteil erwies sich die Schnelligkeit des Wickelverfahrens: In nur 25 Tagen konnten, trotz einer witterungsbedingten Ausfallzeit von 6 Tagen, 70 % des Gesamtauftrags fertiggestellt werden. Eine Beschichtung wäre bei den klimatischen Verhältnisse nicht - oder nur mit einer sehr aufwendigen Einhausung - möglich gewesen.

Innovative rehabilitation of the main cables of a suspension bridge in Norway.
As alternative to the traditional painting of locked coil bridge cables, during the last years the automatic wrapping with butyl rubber tapes has been developed [2]. This procedure has the main advantage, that the preparation of the rope surface needs not to be as accurate as for painting and that the traffic on the bridge remains widely undisturbed. So far it has been applied for the individual cables of three cable stayed bridges in Germany.
Recently, the procedure has been applied for the rehabilitation of the main cables of a suspension bridge in Norway. For this, solutions had to be developed for the specific conditions of a suspension bridge like small distance between the ropes of the main cables and the connection of the hangers and cable saddles. The main advantage of the procedure was its speed: in only 25 days 70 % of the total works were finished - in spite of losing six days by adverse climatic conditions. Under these circumstances, a painting of the cables would have been impossible or would have required expensive, water and air tight protective devices.

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MSH-Profile schlagen Brücken in Afrika Stahlbau 2/2014 100 Aktuell

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Bernabeu Larena, Jorge; Bernabeu Larena, Alejandr Die Renaissance der Fachwerkbrücke Stahlbau 2/2014 101-111 Fachthemen

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Nach dem Zweiten Weltkrieg war die Fachwerkbrücke in Westeuropa über drei Jahrzehnte lang quasi von der Bildfläche verschwunden. Erst Mitte der 1980er Jahre wird sie dank zweier Ansätze, die auf verschiedenen technischen Entwicklungen beruhen, wiederentdeckt. In Deutschland findet die Fachwerkbrücke im Verbundbrückenbau im Bereich des Hochgeschwindigkeitseisenbahnbaus erneut Verwendung. In Frankreich erfolgt die Annäherung an die Fachwerkbrücke über die Weiterentwicklung der Betonquerschnitte mit außen liegender Vorspannung und Gewichtseinsparungen in den Tragwerksstegen. Angeregt durch die Veröffentlichung von Artikeln über herausragende Bauten breitet sich das Fachwerk in den 1990er Jahren in ganz Europa aus. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts kommt das Raumfachwerk mit hohlem Brückenquerschnitt auf, das die Möglichkeit bietet, den Querschnitt zu begehen bzw. zu befahren, und so die Durchdringung der statischen Konstruktion beim Überqueren der Brücke zu einem Erlebnis zu machen. Das Fachwerk ist zur Überbrückung großer Spannweiten und für Experimente mit neuen Querschnitten bestens geeignet und bietet neue Möglichkeiten hinsichtlich Gestalt und Ausdruck.

Revival of trusses in bridges. After Second World War, truss bridges almost disappeared in Western Europe for more than three decades.
However, in the mid-eighties they were recovered due to several technical developments that led to a dual approach. On one hand, Germany recovered composite truss decks for high speed railway bridges. Meanwhile, the evolution of post-tensioning concrete sections with exterior prestress and the lightening of the webs, led in France to a new approach of the truss. As a result, the impact of significant realizations expands the use of truss bridges throughout Europe in the nineties. Finally, in the twenty-first century tubular trusses provide an interior passage through the truss section, offering the experience of entering the structure. Truss girders are very suitable for saving large spans, as well as to explore new cross sections types and new formal and expressive possibilities.

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Stahlbauforum 2014 Neues aus Forschung und Praxis Stahlbau 2/2014 111 Aktuell

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Gündel, Max; Kopp, Maik; Feldmann, Markus; Gallwoszus, Joerg; Hegger, Josef; Seidl, Günter Die Bemessung von Verbunddübelleisten nach neuer Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Stahlbau 2/2014 112-121 Fachthemen

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Verbunddübelleisten sind leistungsfähige Verbundmittel für Stahlverbundträger, die vor allem in vorgefertigten Verbundbrücken eingesetzt werden. Vorteile gegenüber anderen Verbundmitteln liegen insbesondere in der hohen Tragfähigkeit, dem ausreichenden Verformungsvermögen auch bei höherfesten Betonen und der einfachen Herstellung bei oberflanschlosen Stahlprofilen. Das Fehlen eingeführter Technischer Regeln, insbesondere für die wirtschaftlichen Klothoiden- und Puzzlegeometrien, führte bei Projekten immer wieder zu Vorbehalten seitens der Bauherren und zu Verzögerungen im Genehmigungsprozess. Ziel des FOSTA-Projektes P804 war es daher, offene Fragen vor allen Dingen bezüglich des Ermüdungsverhaltens dieser innovativen Verbundmittel zu klären, ein geschlossenes Bemessungskonzept zu schaffen sowie eine offene, firmenneutrale Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (AbZ) zu erwirken. In diesem Artikel werden die Ingenieurmodelle und Bemessungsgleichungen der AbZ zur statischen Tragfähigkeit und zur Ermüdungsfestigkeit, konstruktive Grundsätze sowie Hinweise für die Ausführung und Herstellung vorgestellt und Hintergründe erläutert.

Design of composite dowels according to the new national technical approval.
Composite dowels are known as powerful shear connectors in steel-concrete-composite girders. More and more they are used in practice especially for prefabricated composite bridges. Advantages over other shear connectors are in particular the increased strength, the sufficient deformation capacity even in high strength concrete and the simple application in steel sections without upper flange. However, missing provisions in standards for composite dowels with the economic clothoid and puzzle shape have led to retentions of clients and delays in the approval process. Hence, the aim of the recently finished research project P804 founded by FOSTA-Research Association for Steel Application was to solve open questions concerning these innovative shear connectors and to prepare a national technical approval available (Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung - AbZ) for any design office and construction company. In this paper design concepts for ultimate limit state and fatigue limit state, structural design principles and instructions for production and construction are presented and background information are given.

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Papp, Ferenc; Rubert, Achim; Szalai, József DIN EN 1993-1-1-konforme integrierte Stabilitätsanalysen für 2D/3D-Stahlkonstruktionen (Teil 2) Stahlbau 2/2014 122-141 Fachthemen

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Dieser Aufsatz zeigt - als zweiter von drei Teilen - in den Abschnitten 8 bis 10 im Wesentlichen die Anwendung der so genannten Allgemeinen Methode von DIN EN 1993-1-1/ Abschnitt 6.3.4 zum Nachweis biegedrillknickgefährdeter Tragstrukturen auch im Vergleich zu der parallel benutzten Methode der Biegetorsionstheorie II. Ordnung mit Ansatz von Vorverformungen. Man erkennt an der Vielzahl der Beispiele leicht ihre Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und vielfach auch ihre Überlegenheit gegenüber den bekannten konventionellen Methoden hinsichtlich der Aufteilung komplexer Stahlstrukturen in Einzelstäbe, um Biegedrillknicknachweise mit der Ersatzstabmethode oder der Biegetorsionstheorie II. Ordnung führen zu können. ConSteel - als integriertes Programmsystem für beliebige 2D- und 3D-Stahl- und Stahlverbundstrukturen - bietet die notwendige Softwarebasis, um die Parameter dieser Allgemeinen Methode zu berechnen und erledigt auch die diesbezüglichen Nachweise. In Abschnitt 7 wird als Ergänzung zu den Benchmarkbeispielen von Teil 1 [44] gezeigt, dass ConSteel auch bei Stäben mit starken kontinuierlichen Rotationsbettungen korrekte Eigenwerte und insbesondere korrekte Eigenformen liefert, was bei Anwendung der Biegetorsionstheorie 2. Ordnung mit affinen Vorverformungen unbedingt notwendig ist. Abschnitt 11 als Abschluss dieses Teiles 2 leitet mit Untersuchungen der stabilisierenden Wirkung von 3D-Verbänden zu Teil 3 über (erscheint voraussichtlich in Stahlbau Heft 5/2014), wo komplexere 3D-Strukturen (z. B. Stahlhallen) insbesondere hinsichtlich der Wirkung von Exzentrizitäten der Anschlüsse und der räumlichen Interaktionen der Substrukturen bei den Stabilitätsnachweisen behandelt werden.

DIN EN 1993-1-1 based integrated stability analysis of 2D/3D steel structures (part 2).
This paper - as the second of a series of three parts - presents within chapters 8 until 10 the benefits of the “General Method“ (DIN EN 1993-1-1/clause 6.3.4) with regard to steel structures, which are vulnerable towards 3D-lateral bending and torsional instabilities. The concurrent method of theory 2nd order including the warping and using initial deformations (either as initial bows or as eigenshape equivalent) is also applied for comparison. Various examples illustrate their easiness of application as well as its profitability and mostly superiority versus the well known conventional methods of subdividing complex steel structures into small substructures (mostly single members) to check the lateral torsional buckling behavior. ConSteel -developed as an integrated system for optional 2D and 3D steel and composite structures- offers the necessary software base to compute all parameters and additionally to perform the required checks of the “General Method“. Chapter 7 complements the benchmark examples from the first part [44], i.e. ConSteel even computes correctly the eigenshapes of members with continuous high rotational spring support. This is particularly required with application of theory 2nd order including the warping using equivalent initial deformations. Chapter 11 concludes this second part with studies of stabilizing effects of 3D-bracings. Investigations into the 3D stability calculation and checks will become main focus of the third part (presumably presented in STAHLBAU 5/2014). This last part will deal with more complex 3D structures (e.g. industrial buildings) particularly concerning impacts of eccentricities of loading, connections, supports and the spatial interaction of sub-structures under stability checks.

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Aktuell: Stahlbau 2/2014 Stahlbau 2/2014 142-145 Aktuell

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Das besondere Projekt - ein Bericht über eine ungewöhnliche Herausforderung
Tag der Technik bei Eiffel Deutschland

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Herbert Kupfer gestorben Stahlbau 2/2014 146 Persönliches

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Ummenhofer, Thomas Peter Knödel 60 Jahre Stahlbau 2/2014 146-147 Persönliches

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Feldmann, Markus Benno Hoffmeister zum außerplanmäßigen Professor ernannt Stahlbau 2/2014 147 Persönliches

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Termine: Stahlbau 2/2014 Stahlbau 2/2014 147-148 Termine

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Content: Steel Construction 2/2014 Steel Construction 2/2014 Content

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Ummenhofer, Thomas Structural hollow sections - recent developments Steel Construction 2/2014 63-64 Editorial

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Zhao, Xiao-Ling; Heidarpour, Amin; Gardner, Leroy Recent developments in high-strength and stainless steel tubular members and connections Steel Construction 2/2014 65-72 Article

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This paper reports on recent developments in high-strength and stainless steel tubular members and connections. It includes carbon steel tubes with a yield stress up to 1350 MPa and stainless steel tubes. The paper describes high-strength tubes in terms of residual stresses, material properties at elevated temperatures, member behaviour, welded connections under static loading, fatigue strength of welded connections, fabricated sections utilizing high-strength steel tubes and stainless steel tubular members and connections.

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BEIJING ESSEN WELDING & CUTTING 2014 takes place 10-13 June 2014 Steel Construction 2/2014 72 News

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Elghazouli, Ahmed Y.; Packer, Jeffrey A. Seismic design solutions for connections to tubular members Steel Construction 2/2014 73-83 Articles

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A review of seismic design solutions for connections is presented in this paper, with particular focus on methods that are already “pre-approved” or “acceptable to code” for use by engineers in steel-framed structures using hollow sections. This review is intended to illustrate the limited options currently available to structural engineers. The survey mainly covers European and North American design solutions, but the latter are also heavily influenced by Japanese practice. The scope includes both braced frame connections (utilizing hollow sections for the bracing members at least) and unbraced frame connections (utilizing hollow section columns), the latter including both rigid and semi-rigid beam-to-hollow section column connections. Dissipative and non-dissipative connection types are considered where appropriate. Emphasis is placed on connection configurations and concepts rather than detailed design information, but references to other sources are given for further details. Areas in which there is a paucity of established design guidance are noted, and the review concludes with recommendations for further research and development regarding specific types of connections to hollow sections subjected to seismic loading.

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Marshall, Peter; Thang, Vul Radical proposals for hotspot stress design Steel Construction 2/2014 84-88 Articles

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Drafts of the AISC guide for hotspot stress contained several radical technical proposals that could benefit from exposure and peer review before publication in the design guide. These are:
- S-N slope of -1/3.6 with no transition knee,
- notch stress size effect based on mesh density, and
- thickness-dependent strain limits for TxT meshing.
These proposals are presented here along with their supporting data.

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Kurrer, Karl-Eugen Bibliotheca Mechanico-Architectonica (BMA) Steel Construction 2/2014 88 Book review

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Wardenier, Jaap; Choo, Yoo Sang; Packer, Jeffrey A.; van der Vegte, Gerhardus J.; Shen, Wei Design recommendations for axially loaded elliptical hollow section X and T joints Steel Construction 2/2014 89-96 Articles

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This paper presents a summary, with background information, of the design recommendations developed recently for axially loaded X and T joints between elliptical hollow sections (EHS). These recommendations are based on experimental tests, finite element (FE) calibration and parametric studies carried out in a collaborative research programme between the universities of Singapore, Toronto and Delft.
The strength equations are presented in a similar manner to those currently adopted for circular hollow section (CHS) joints and rectangular hollow section (RHS) joints in ISO 14346 (2013). The ISO recommendations are based on, and are similar to, those of the International Institute of Welding, IIW-XV-E, which were also published by the Comité International pour le Développement et l’Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT) in recent editions of their Design Guides.

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J. van der Vegte, Gerhardus; Wardenier, Jaap Evaluation of the recent IIW (2012) and ISO (2013) strength equations for axially loaded CHS K gap joints Steel Construction 2/2014 97-106 Articles

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Over the last decade, extensive numerical analyses have been conducted on axially loaded uniplanar K gap, T and X joints made of circular hollow sections (CHS), considering a wide range of geometrical parameters and different types of chord load. Based on the large amount of numerical data, in 2007, new joint capacity and chord stress equations were derived for CHS joints. This article presents detailed comparisons made between the (mean) strength equations for K gap joints and the experimental data available. These design equations were first discussed and approved by Sub-commission XV-E of the International Institute of Welding (IIW), subsequently published in the CIDECT Design Guide for CHS joints [1] and adopted in the 3rd edition of the IIW Static Design Procedure for Welded Hollow Section Joints [2], which formed the basis for the ISO 14346 recommendations [3] published recently.

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Shopping center in Columbia with membrane-foil roofs Steel Construction 2/2014 106 News

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Ritakallio, Pekka; Björk, Timo Low-temperature ductility and structural behaviour of cold-formed hollow section structures - progress during the past two decades Steel Construction 2/2014 107-115 Articles

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Cold-formed hollow sections are a widely used tubular construction material. The applicability, weldability and reliability of cold-formed rectangular hollow sections are sometimes questioned because of the consequences of cold forming and inhomogeneous cross-sections. One of the main concerns is related to the cold-formed corner areas and possible loss of toughness due to strain ageing in the vicinity of the welds. Conventional hot-rolled C-Mn steels are susceptible to strain ageing, and Eurocode 3 includes restrictions on welding in the cold-formed corner area. Both steelmaking and hot rolling have undergone crucial developments and this has had an impact on cold-formed hollow sections. Thermomechanically rolled fine-grain steels became state of the art at the end of the 1990s. This study confirms that cold-formed EN 10219 hollow sections made of suitable fine-grain steels have a similar Charpy-V toughness on the flat face and in the corner, and that even after ageing the transition temperature T40J in the corner area is at a very low level, typically below -50 °C. The load and deformation capacities of X- and K-joints fulfil the requirements without any noticeable ageing effects. The advances in steelmaking and hot rolling enable the manufacturing of reliable and versatile cold-formed EN 10219 hollow sections for welded structures with good low-temperature ductility even in the cold-formed corner area.

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Abspoel , Roland; Bijlaard, Frans Optimization of plate girders Steel Construction 2/2014 116-125 Articles

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The costs of the self-weight of a structure have never been a real issue in the design of steel girders, since the material costs of a structural element are mainly determined by labour costs. The booming economies of China and India cause a continuously increasing demand for steel. This and the now stringent regulations regarding sustainability make material economy in design much more interesting.
In a material economy-driven plate girder design, the lever arm between the flanges will increase. This leads to a higher stiffness and bending moment resistance, but also to an increase in the web slenderness of the girder. This means that high-strength steels can be used, leading to a large reduction in steel consumption.
Eurocode 3, EN-1993-1-5, [1] restricts the web slenderness based on the formula to avoid flange-induced buckling, originally derived by Basler [2]. However, experimental and theoretical research conducted on 10 unstiffened plate girders with high web slenderness ratios at the Stevin II Laboratory of Delft University of Technology shows that this formula is too conservative.
This paper presents the results of this research and suggestions for a new plate girder design strategy.

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Raw Materials Improvement Report available Steel Construction 2/2014 125 News

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